Afdeling:Natuurkunde/Inleiding in de natuurkunde/Massa, gewicht en zwaartekracht: verschil tussen versies

Uit Wikibooks
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Ghanssen (overleg | bijdragen)
Geen bewerkingssamenvatting
Ghanssen (overleg | bijdragen)
Regel 10: Regel 10:
Een betonnen bal kan bijvoorbeeld een massa hebben van 100 kg en een appel bijvoorbeeld 100 g.
Een betonnen bal kan bijvoorbeeld een massa hebben van 100 kg en een appel bijvoorbeeld 100 g.


{{Bericht
Veel mensen zeggen: "De betonnen bal heeft een 'gewicht' van 100 kg." Dat mogen we volgens de natuurkunde niet zeggen.
| titel=gewicht en massa
| bericht=Veel mensen zeggen: "De betonnen bal heeft een 'gewicht' van 100 kg." Dat is in het dagelijks spraakgebruik heel gewoon en daarom uiteraard niet fout, maar volgens de natuurkunde maken we verschil.

We hadden moeten zeggen: "De betonnen bal heeft een gewicht van 1000 N." Want gewicht is een kracht.
We hadden moeten zeggen: "De betonnen bal heeft een gewicht van 1000 N." Want gewicht is een kracht.

Of we hadden moeten zeggen: "De betonnen bal heeft een massa van 1000 N." Want massa heeft te maken met de materie.
| notitie=
| type=info
}}


====Toelichting: waarom onderscheid tussen massa en gewicht?====
====Toelichting: waarom onderscheid tussen massa en gewicht?====

Versie van 1 jan 2012 19:42

Massa, gewicht en zwaartekracht

Massa en gewicht

De massa van een voorwerp is een maat voor hoeveel materie er in het voorwerp zit. We drukken de massa uit in kilogram (of gram).

Let op: In de natuurkunde bedoelen we met de begrippen massa en gewicht verschillende dingen.

Met het 'gewicht' bedoelen we de zwaartekracht waarmee de aarde trekt aan een voorwerp. We drukken een kracht uit in newton. Gewicht drukken we dus ook uit in newton.

Toelichting: massa en gewicht

Een betonnen bal kan bijvoorbeeld een massa hebben van 100 kg en een appel bijvoorbeeld 100 g.

Informatiegewicht en massa
Veel mensen zeggen: "De betonnen bal heeft een 'gewicht' van 100 kg." Dat is in het dagelijks spraakgebruik heel gewoon en daarom uiteraard niet fout, maar volgens de natuurkunde maken we verschil.

We hadden moeten zeggen: "De betonnen bal heeft een gewicht van 1000 N." Want gewicht is een kracht.

Of we hadden moeten zeggen: "De betonnen bal heeft een massa van 1000 N." Want massa heeft te maken met de materie.


Toelichting: waarom onderscheid tussen massa en gewicht?

Waarom wordt in de natuurkunde onderscheid gemaakt tussen massa en gewicht? Dat is toch alleen maar verwarrend? Dat komt met name doordat een grote massa meer gevolgen heeft dan alleen een groter gewicht.

Als je die betonnen bal van 100 kg in beweging wil brengen, dan kost het veel kracht om hem een bepaalde snelheid te geven. Het kost ook weer veel kracht om hem stil te laten liggen, maar voor een tafeltennisballetje hoef je bijna geen moeite te doen om het die snelheid te geven.

Als je het tafeltennisballetje met effect wegslaat, dan maakt het een bocht door de lucht. Als je die betonnen bal diezelfde bocht wil laten maken, dan heb je veel meer kracht nodig.

Kracht en massa hebben dus veel met elkaar te maken, maar het zijn andere begrippen. De massa zegt iets over de materie waaruit een voorwerp bestaat. De kracht zegt iets over de invloed die je op een voorwerp kunt uitoefenen. Je kunt het vervormen of verplaatsten.

Zwaartekracht

Gewicht ontstaat door de zwaartekracht. Voorlopig gaan we ervan uit dat het gewicht en de zwaartekracht aan elkaar gelijk zijn. Dat is feitelijk niet helemaal waar, maar het voert hier te ver om het verschil duidelijk te maken. We rekenen het gewicht (FG) als volgt uit:

Bestand:Nat-formule-gewicht

Hierin is:

: gewicht (zwaartekracht) (in N)
: massa (in kg)
: zwaartekrachtfactor (in N/kg of m/s2)


Toelichting: zwaartekracht

Alle voorwerpen worden aangetrokken door de aarde. Het ene voorwerp wat sterker dan het andere. De aarde trekt sterker aan een betonnen bal van 100 kg dan aan een appel van 100 g. Als de massa 1000 keer zo groot wordt, dan wordt het gewicht ook 1000 keer zo groot.

Zwaartekrachtfactor

De zwaartekrachtfactor heeft de letter g (van 'gravitatie') gekregen. Deze factor bepaalt met hoeveel kracht een voorwerp naar beneden wordt getrokken gegeven de massa.

In onze omgeving trekt de aarde elke kg met 9,81 N naar het beneden. In de praktijk wordt heel vaak gerekend met g = 10 N/kg. De zwaartekracht op een voorwerp blijkt niet overal op aarde precies hetzelfde te zijn. De verschillen zijn echter klein, dus we merken er niet veel van.

Soms wordt ook een andere eenheid gebruikt: g = 10 m/s2. Deze eenheid is even groot als de N/kg. Deze eenheid heeft te maken met situaties waarin voorwerpen vrij in beweging komen.

Met andere woorden: 10 m/s2 = 10 N/kg.

Toelichting: gewicht berekenen

We nemen bijvoorbeeld de appel van 100 gram (= 0,1 kg). Wat is het gewicht van deze appel? Ga uit van g = 10 N/kg. Is dat een rare vraag? Nee, want we vragen naar de zwaarte-kracht die op de bal werkt. Dus niet naar de massa (in kg).

We berekenen de zwaartekracht op een appel van 100 g als volgt:

=
= kg N/kg
= 1 N

Vervolgens kijken we naar de betonnen kogel van 100 kg, dan kunnen we daarvan ook het gewicht uitrekenen:

=
= kg N/kg
= 1000 N
= 1 kN

Net als bij km (kilometer) of kg (kilogram) kun je kracht uitdrukken in kilonewton (kN).

Oefening: massa en gewicht

Informatie afkomstig van https://nl.wikibooks.org Wikibooks NL.
Wikibooks NL is onderdeel van de wikimediafoundation.