Tíha

Hmotnost objektu (nebo hmotnost množství hmoty) je mírou intenzity síly, kterou na tento objekt působí místní gravitační pole. Hmotnost by se neměla zaměňovat se souvisejícím, ale zcela odlišným pojmem hmotnost. U malých objektů na Zemi směřuje tíhová síla do středu planety. U větších objektů, jako je například Měsíc obíhající kolem Země, směřuje síla do středu hmotnosti kombinované soustavy.

V běžném jazyce se hmotností věci obvykle rozumí hodnota naměřená na zemském povrchu nebo v jeho blízkosti. Bohužel běžné termíny používané k popisu hmotnosti nějakého předmětu jsou jednotky hmotnosti, jako jsou kilogramy nebo libry. Téměř po celou historii lidstva se hmotnost měřila na povrchu Země. Zde je hmotnost úměrná hmotnosti. Předměty, které mají stejnou hmotnost, mají stejnou hmotnost. Objekt s dvojnásobnou hmotností než jiný bude mít také dvojnásobnou hmotnost. V důsledku toho je běžnou praxí používat obě slova, hmotnost a váha, jako by znamenala totéž, a používat kilogramy a libry jako jednotky pro hmotnost i váhu. Používání stejných výrazů pro popis a měření dvou různých vlastností vedlo k záměně těchto dvou vlastností, hmotnosti a váhy. Hmotnost a hmotnost nejsou totéž.

Jednotky hmotnosti

Jednotkou hmotnosti v Mezinárodní soustavě jednotek je newton, který se označuje symbolem "N".

V minulosti se používaly i jiné jednotky, od kterých se však upustilo, jako například dyna (jednotka síly ve staré soustavě CGS) nebo kilogramová síla, což je síla, kterou na kilogram hmoty působí "standardní" Země: těleso o hmotnosti 1 kg má na hladině moře hmotnost přibližně 9,81 N.

Měření hmotnosti

Hmotnost předmětu nebo množství hmoty se obvykle měří pomocí přístroje, jako je pružinová váha. Váha obsahuje pružinu, která působí silou proti gravitační síle váženého předmětu. Gravitační síla táhne dolů, pružina tlačí nebo táhne nahoru. Váha má obvykle údaj, který neudává hmotnost (což je síla), ale hmotnost předmětu. Pružinové váhy se vyrábějí s předpokladem, že se používají na povrchu Země. Pokud by se pružinová váha vzala na Měsíc, poskytovala by zavádějící údaje.

Váha je zařízení, které porovnává hmotnost dvou objektů ve stejném gravitačním poli: určuje, zda je jeden objekt těžší nebo lehčí než druhý.

Hmotnost je proměnná

Hmotnost není vlastní vlastností hmoty, protože místní gravitační pole, které vytváří sílu zvanou hmotnost, je proměnné v prostoru a čase:

Protože zemská přitažlivost klesá jako čtverec vzdálenosti od jejího středu, je hmotnost předmětu ve velké výšce (např. na vrcholu hory) o něco menší než na úrovni moře nebo na rovníku než na pólech (protože Země je mírně vyboulená).
Libovolný objekt na Zemi je přitahován i všemi ostatními nebeskými tělesy, jako je například Měsíc. Proto bude jeho hmotnost menší, když má Měsíc nad hlavou, než když je Měsíc na opačné straně Země.
Hmotnost není určena výhradně pro Zemi: Na povrchu Měsíce váží astronaut šestkrát méně než na povrchu Země.
Stav beztíže je zjevný stav, který zažívají astronauti nebo družice na oběžné dráze kolem planety. Ve skutečnosti je jejich hmotnost (gravitační síla) silou, která je udržuje na oběžné dráze. Objekty na oběžné dráze se pohybují velmi vysokou rychlostí. U družic obíhajících ve výšce 300 až 500 kilometrů nad Zemí je tato rychlost přibližně 27 000 km/h. Bez gravitační přitažlivosti Země by odletěly po přímce. Gravitační přitažlivost je udržuje v pádu směrem k planetě. Kombinace vysoké boční rychlosti a stálého přitahování ke středu Země ohýbá jejich dráhu, takže zůstávají na oběžné dráze.

Související stránky

Otázky a odpovědi

Otázka: Jaká je hmotnost předmětu?

Odpověď: Hmotnost předmětu je mírou intenzity síly, kterou na tento předmět působí místní gravitační pole.

Otázka: Jak se liší hmotnost od hmotnosti?

Odpověď: Hmotnost by se neměla zaměňovat s hmotností, protože hmotnost je mírou gravitační síly působící na objekt, zatímco hmotnost je množství hmoty přítomné v objektu.

Otázka: Kam směřuje tíhová síla malých objektů na Zemi?

Odpověď: U malých objektů na Zemi směřuje tíhová síla do středu planety.

Otázka: Kam směřuje tíhová síla větších objektů, jako je Měsíc obíhající kolem Země?

Odpověď: U větších objektů, jako je Měsíc obíhající kolem Země, směřuje tíhová síla do středu hmotnosti kombinované soustavy.

Otázka: Co vedlo k záměně pojmů hmotnost a váha?

Odpověď: Používání stejných termínů pro popis a měření dvou různých vlastností vedlo k záměně hmotnosti a hmotnosti.

Otázka: Jsou hmotnost a váha totéž?

Odpověď: Hmotnost a hmotnost nejsou totéž.

Otázka: Mají předměty se stejnou hmotností stejnou hmotnost?

Odpověď: Předměty, které mají stejnou hmotnost, mají stejnou hmotnost. Předmět, který má dvakrát větší hmotnost než jiný předmět, bude mít také dvakrát větší hmotnost.