למה אנחנו לא מרחפים באוויר? הכל בזכות כוח הכבידה המדהים!
מה מיוחד בכוח הכבידה?
כוח הכבידה הוא הכוח שמושך כל גוף לכיוון מרכז כדור הארץ. הוא תמיד פועל, בכל מקום ובכל זמן, והוא האחראי על כך שאנחנו נשארים על פני האדמה!
- פועל על כל גוף בעל מסה: לא משנה אם זה נוצה קלה או מטוס כבד - הכבידה משפיעה על כולם
- פועל מרחוק: כוח ללא מגע - לא צריך לגעת בגוף כדי שהכבידה תפעל עליו
- תמיד למטה: הכיוון תמיד לכיוון מרכז כדור הארץ (מה שאנחנו קוראים 'למטה')
הנוסחה: W = mg
משקל הוא הכוח שכדור הארץ מפעיל על גוף בגלל כוח הכבידה. יש לנו נוסחה פשוטה לחישוב משקל!
זכרו: משקל הוא כוח, לכן נמדד בניוטון. לעומת זאת, מסה היא כמות החומר, ונמדדת בקילוגרם!
מסה לעומת משקל - ההבדל החשוב!
מסה (Mass)
מסה היא כמות החומר בגוף. זו תכונה פנימית של הגוף שלא משתנה.
יחידה: קילוגרם (kg)
איך מודדים: במאזניים (שוקלים)
האם משתנה במקומות שונים?
לא! המסה זהה על כדור הארץ, על הירח, ובחלל.
תלמיד עם מסה 50 ק"ג:
• על כדור הארץ: 50 ק"ג
• על הירח: 50 ק"ג
• בחלל: 50 ק"ג
המסה לא משתנה!
משקל (Weight)
משקל הוא כוח הכבידה שפועל על הגוף. זה תלוי בכוח המשיכה של הגוף השמימי.
יחידה: ניוטון (N)
איך מודדים: במשקל קפיצי (דינמומטר)
האם משתנה במקומות שונים?
כן! המשקל משתנה כי כוח הכבידה משתנה.
אותו תלמיד (50 ק"ג):
• על כדור הארץ: W = 50 × 9.8 = 490 N
• על הירח: W = 50 × 1.6 = 80 N
• בחלל (רחוק מכוכבים): W ≈ 0 N
המשקל משתנה!
זכרו: מסה = כמות החומר (קבועה), משקל = כוח הכבידה (משתנה)
מסה היא כמות חומר קבועה, ואילו משקל הוא כוח כבידה ולכן הוא משתנה ממקום למקום.כוח הכבידה בגופים שמימיים שונים
| גוף שמימי | g (N/kg) | דוגמה: משקל של 60 ק"ג |
|---|
| כדור הארץ 🌍 | 9.8 | 588 N |
| הירח 🌙 | 1.6 | 96 N (פי 6 יותר קל!) |
| מאדים 🔴 | 3.7 | 222 N |
| צדק 🪐 | 24.8 | 1,488 N (פי 2.5 יותר כבד!) |
| שמש ☀️ | 274 | 16,440 N (פי 28 יותר כבד!) |
| חלל עמוק 🌌 | ≈ 0 | ≈ 0 N (חוסר משקל) |
שימו לב: המסה (60 ק"ג) לא משתנה, רק המשקל!
דוגמאות מעשיות
חישוב משקל ילד
ילד עם מסה 40 ק"ג.
נתונים:
m = 40 kg
g = 9.8 N/kg
פתרון:
W = mg
W = 40 × 9.8
W = 392 N
המשקל של הילד הוא 392 ניוטון.
חישוב משקל תיק
תיק בית ספר עם מסה 6.5 ק"ג.
נתונים:
m = 6.5 kg
g = 9.8 N/kg
פתרון:
W = mg
W = 6.5 × 9.8
W = 63.7 N
המשקל של התיק הוא 63.7 ניוטון.
אותו אדם על הירח
אדם עם מסה 70 ק"ג על הירח.
נתונים:
m = 70 kg
g (ירח) = 1.6 N/kg
פתרון:
W = mg
W = 70 × 1.6
W = 112 N
על כדור הארץ היה שוקל 686 N - פי 6 פחות על הירח!
חישוב מסה ממשקל
גוף במשקל 245 ניוטון על כדור הארץ.
נתונים:
W = 245 N
g = 9.8 N/kg
פתרון:
W = mg, ולכן m = W/g
m = 245 ÷ 9.8
m = 25 kg
המסה של הגוף היא 25 קילוגרם.
שני גופים - כדור ברזל וכדור כותנה - יש להם אותה מסה (1 ק"ג). האם המשקל שלהם על כדור הארץ זהה?
אדם שמסתו 60 ק"ג עומד על כדור הארץ. מה משקלו? ומה יהיה משקלו על הירח (g=1.6)?