ΒΑΡΟΣ ΚΑΙ ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ

ΒΑΡΟΣ ΚΑΙ ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ

ΒΑΡΟΣ ΚΑΙ ΒΑΡΥΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Σηκώνουμε μια πέτρα σε κάποιο ύψος από την επιφάνεια του εδάφους και την αφήνουμε ελεύθερη.Όπως παρατηρούμε η πέτρα δεν παραμένει ελεύθερη,αλλά κινείται κατακόρυφα προς τα κάτω.Η ταχύτητα της πέτρας μεταβάλλεται.Συνεπώς στην πέτρα ασκείται δύναμη.

Σηκώνουμε μια πέτρα σε κάποιο ύψος από την επιφάνεια του εδάφους και την αφήνουμε ελεύθερη.Όπως παρατηρούμε η πέτρα δεν παραμένει ελεύθερη,αλλά κινείται κατακόρυφα προς τα κάτω

  Γενικά αν αφήσουμε ένα σώμα ελεύθερο σε κάποιο ύψος από την επιφάνεια της γης,παρατηρούμε ότι το σώμα πέφτει κατακόρυφα προς το έδαφος.Αυτό συμβαίνει,γιατί η γη ασκεί στο σώμα μία δύναμη.

O Ισαάκ Νεύτων καθόταν κάτω από μια μηλιά και είδε ένα μήλο να πέφτει στο έδαφος

 Πρώτος που ασχολήθηκε με την δύναμη που προκαλεί την κίνηση του σώματος ήταν ο Ισαάκ Νεύτων και λέγεται βάρος Β του σώματος.Σύμφωνα με την παράδοση,ενώ καθόταν κάτω από μια μηλιά,είδε ένα μήλο να πέφτει στο έδαφος.Υπέθεσε τότε ότι η δύναμη που προκάλεσε την κίνηση του μήλου ασκείται από τη γη σ' αυτό.Το βάρος έχει φορά από το σώμα προς το κέντρο της γης.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΒΑΡΟΥΣ

 Από την εμπειρία μας γνωρίζουμε ότι όλα το σώματα έχουν βάρος.Για να σηκώσουμε ψηλά ένα σώμα πρέπει να ασκήσουμε σ' αυτό μια μυϊκή δύναμη,γιατί η Γη έλκει προς τα κάτω με μια δύναμη,το βάρος.Επομένως:

 Βάρος ενός σώματος ονομάζεται η ελκτική δύναμη που ασκεί η γη στο σώμα αυτό.Το βάρος έχει διεύθυνση κατακόρυφη και φορά προς το κέντρο της γης.

Βάρος ενός σώματος ονομάζεται η ελκτική δύναμη που ασκεί η γη στο σώμα αυτό.Το βάρος έχει διεύθυνση κατακόρυφη και φορά προς το κέντρο της γης

 Θεωρούμε ένα σώμα που έχει μάζα m και βάρος μέτρου Β.Όταν το σώμα το αφήσουμε να πέσει ελεύθερα αυτό εκτελεί ελεύθερη πτώση.Το σώμα λόγω του βάρους του αποκτά επιτάχυνση g.Εφαρμόζουμε στην περίπτωση αυτή το Θεμελιώδη νόμο της Μηχανικής F=m·α,παίρνοντας υπόψη μας ότι F=B και α=g.
 Άρα βρίσκουμε:

 Όταν χρησιμοποιούμε την τελευταία σχέση σε διάφορα προβλήματα,πρέπει να εκφράζουμε το βάρος σε N,τη μάζα σε Kg και την επιτάχυνση της βαρύτητας σε m/s².

 Σύμφωνα με τη σχέση αυτή σώμα μάζας 1 kg έχει βάρος:

Β=1 kg · 9,81 m/s²              ή    

                                                                                     Β=9,81 Ν

                                           

ΜΟΝΑΔΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΒΑΡΟΥΣ

 Το βάρος είναι δύναμη και επομένως οι μονάδες μέτρησης του βάρους είναι ίδιες με τις μονάδες μέτρησης της δύναμης.

 Άρα η μονάδα μέτρησης του βάρους στο SI είναι η μονάδα της δύναμης,δηλαδή το 1 Ν (1  Newton).

H μονάδα μέτρησης του βάρους στο SI είναι  το 1 Ν(1  Newton)  

 Άλλη μονάδα μέτρησης του βάρους είναι το 1 κιλοπόντ (1 Κp) που ονομάζεται και χιλιόγραμ­μο βάρους.
 Ισχύει:

                                                                                 1 kp=9,81 N

 Μια δύναμη είναι ίση με 1 kp όταν ενεργεί σε μάζα 1 kg και της προσδίδει επιτάχυνση α=g=9,81 m/s². 

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΒΑΡΟΥΣ

 Σε όλα τα σώματα η γη ασκεί βαρυτική δύναμη,ανεξάρτητα αν αυτό βρίσκεται στο έδαφος,πέφτει ή ανυψώνεται.

Η γη πάντοτε έλκει τα σώματα προς το κέντρο της και άρα οι βαρυτικές δυνάμεις είναι πάντοτε ελκτικές

 Η γη πάντοτε έλκει τα σώματα προς το κέντρο της και άρα οι βαρυτικές δυνάμεις είναι πάντοτε ελκτικές.

Ο Νεύτων αποδέχτηκε ότι η βαρυτική δύναμη που προκαλεί την πτώση ενός μήλου, ασκείται και στη Σελήνη και προκαλεί τη κυκλική κίνηση της γύρω από τη γη

 Ο Νεύτων αποδέχτηκε ότι η βαρυτική δύναμη που προκαλεί την πτώση ενός μήλου,ασκείται και στη Σελήνη και προκαλεί τη κυκλική κίνηση της γύρω από τη γη.Γι' αυτό έβγαλε το συμπέρασμα ότι οι βαρυτικές δυνάμεις ασκούνται μεταξύ όλων των σωμάτων στο σύμπαν.

Η διεύθυνση του βάρους ενός σώματος σε ένα τόπο ονομάζεται κατακόρυφος του τόπου και είναι κάθετη στην επιφάνεια των υγρών που ηρεμούν

  Σε κάθε τόπο το βάρος έχει τη διεύθυνση της ακτίνας της γης και φορά προς το κέντρο της.Η διεύθυνση του βάρους ενός σώματος σε ένα τόπο ονομάζεται κατακόρυφος του τόπου και είναι κάθετη στην επιφάνεια των υγρών που ηρεμούν.

Κάθε επίπεδο που περιέχει την κατακόρυφη ονομάζεται κατακόρυφο επίπεδο.Η κατακόρυφη ενός τόπου συναντά την ουράνια σφαίρα σε δύο υποθετικά σημεία,που ονομάζονται Ζενίθ (Ζ) και Ναδίρ (Να).Ο κατακόρυφος κύκλος που περνά από το Ζενίθ,το Ναδίρ και κάποιον αστέρα Α ονομάζεται κατακόρυφος του αστέρα.Τα τόξα ΑΑ,και Α,Ν,που μετρώνται στον κατακόρυφο κύκλο του αστέρα Α και στον ορίζοντα του τόπου,λέγονται αντίστοιχα ύψος και αζιμούθιο του αστέρα. Η γνώση των δύο αυτών τόξων αρκεί για να προσδιορίσουμε τη θέση του αστέρα στην ουράνια σφαίρα.Το ύψος και το αζιμούθιο αποτελούν τις οριζόντιες συντεταγμένες του αστέρα.Το Ν είναι το νότιο σημείο του ορίζοντα και το Β το βόρειο σημείο του

 Το βάρος ενός σώματος αυξάνεται,όταν αυτό μεταφέρεται από τον ισημερινό προς τους πόλους της γης.

Σταθερά αναλογίας g  ονομάζεται επιτάχυνση της βαρύτητας και η τιμή της εξαρτάται από τον τόπο στον οποίο βρισκόμαστε

 Σταθερά αναλογίας g  ονομάζεται επιτάχυνση της βαρύτητας και η τιμή της εξαρτάται από τον τόπο στον οποίο βρισκόμαστε.Επομένως η τιμή του βάρους w από τόπο σε τόπο διαφέρει αφού εξαρτάται από το g.

Η μάζα ενός σώματος είναι πάντοτε σταθερή 

 Το βάρος ενός σώματος ελαττώνεται,όταν αυξάνεται η απόσταση του σώματος από την επιφάνεια της γης.Σε προηγούμενη ενότητα μάθαμε ότι η μάζα ενός σώματος είναι πάντοτε σταθερή.Αν έχουμε βάρος 800 Ν στην επιφάνεια της θάλασσας,θα έχουμε βάρος περίπου 797 Ν στην κορυφή του Έβερεστ.Ένας αστροναύτης που βρίσκεται σε ύψος ίσο με την ακτίνα της γης,έχει βάρος ίσο με το 1/4 του βάρους του στην επιφάνεια της γης.

Το βάρος μας στη Σελήνη θα είναι 6 φορές μικρότερο από το βάρος   μας  στη Γη

 Όλοι οι πλανήτες ασκούν βαρυτική δύναμη σ'οποιοδήποτε σώμα που βρίσκεται στο έδαφος τους,πέφτει ή ανυψώνεται κοντά στην επιφάνεια τους.Όταν το σώμα βρίσκεται στην επιφάνεια της σελήνης,η γήινη βαρυτική δύναμη που ασκείται σ' αυτό είναι πάρα πολύ μικρή συγκριτικά με τη σεληνιακή.

Η βαρυτική δύναμη που  ασκείται στη Σελήνη προκαλεί τη κυκλική κίνηση της γύρω από τη γη

 Για την βαρυτική δύναμη ενός σώματος στη Σελήνη και στη Γη έχουμε τα ακόλουθα αποτελέσματα:

α) Η βαρυτική έλξη εξαρτάται από τη μάζα του πλανήτη.

β) Η Σελήνη έχει 6 φορές μικρότερη μάζα από την Γη.

γ) Η βαρυτική δύναμη στη Σελήνη θα είναι 6 φορές μικρότερη από τη γήινη βαρυτική δύναμη.

δ) Το βάρος της μπάλας στη Σελήνη θα είναι 6 φορές μικρότερο από το βάρος της στη Γη.

 Δεν έχει νόημα να μιλάμε για το βάρος της Γης ή της Σελήνης ή οποιουδήποτε αστέρα,αλλά μόνο για τη μάζα τους.