Ağırlık

bilgipedi.com.tr sitesinden
Ağırlık
Weeghaak.JPG
Bir yaylı terazi bir nesnenin ağırlığını ölçer.
Yaygın semboller
SI biriminewton (N)
Diğer birimler
pound-kuvvet (lbf)
SI temel birimlerindekg⋅m⋅s-2
Kapsamlı mı?Evet
Yoğun mu?Hayır
Korunmuş mu?Hayır
Türetmeler
diğer miktarlar
Boyut

Bilim ve mühendislikte, bir nesnenin ağırlığı, yerçekimi nedeniyle nesneye etki eden kuvvettir.

Bazı standart ders kitapları ağırlığı vektörel bir büyüklük olarak, yani cisme etki eden yerçekimi kuvveti olarak tanımlar. Diğerleri ağırlığı skaler bir büyüklük olarak, yerçekimi kuvvetinin büyüklüğü olarak tanımlar. Diğerleri ise ağırlığı, yerçekiminin etkilerine karşı koyan mekanizmalar tarafından bir cisme uygulanan tepki kuvvetinin büyüklüğü olarak tanımlar: ağırlık, örneğin bir yaylı terazi tarafından ölçülen büyüklüktür. Dolayısıyla, serbest düşme durumunda ağırlık sıfır olacaktır. Bu ağırlık anlamında, yeryüzündeki nesneler ağırlıksız olabilir: hava direncini göz ardı edersek, Isaac Newton'un yakınında yere düşmek üzere ağaçtan düşen ünlü elma ağırlıksız olacaktır.

Ağırlık için ölçü birimi, Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) newton olan kuvvet birimidir. Örneğin, bir kilogram kütleye sahip bir nesnenin Dünya yüzeyindeki ağırlığı yaklaşık 9,8 newton, Ay'daki ağırlığı ise bunun altıda biri kadardır. Ağırlık ve kütle bilimsel olarak farklı büyüklükler olmalarına rağmen, günlük kullanımda bu terimler sıklıkla birbirleriyle karıştırılmaktadır (örneğin, pound cinsinden kuvvet ağırlığının kilogram cinsinden kütleye dönüştürülmesi veya tam tersi).

Ağırlıkla ilgili çeşitli kavramları açıklığa kavuşturmada karşılaşılan diğer güçlükler, yerçekiminin uzay-zamanın eğriliğinin bir sonucu olarak modellendiği görelilik teorisiyle ilgilidir. Eğitim camiasında, öğrenciler için ağırlığın nasıl tanımlanacağı konusunda yarım yüzyılı aşkın bir süredir önemli bir tartışma sürmektedir. Mevcut durum, çok sayıda kavramın bir arada var olduğu ve çeşitli bağlamlarda kullanım alanı bulduğu yönündedir.

Ağırlık, bir cisme uygulanan kütleçekim kuvvetidir. Ağırlığın birimi newton'dur ve simgesi 'N' olarak gösterilir. Bir kiloluk bir cisim dünyada yaklaşık 9,8 Newtondur. Ölçü aracı (dinamometredir). Kütleçekim kuvveti, çekim merkezinden uzaklaştıkça azalacağından Dünya'nın geoit şeklinden dolayı kutuplara gidildikçe artar, ekvatora gidildikçe azalır. (Kutuplar Yarıçapı:6357 km. Ekvator Yarıçapı: 6378 km.) .

Tarih

Atina'da Attalos Stoası'nda yer alan Antik Agora Müzesi'nde sergilenen, MÖ 6. yüzyıla tarihlenen Antik Yunan resmi bronz ağırlıkları.
Babur-namah'dan tahıl tartımı

Ağırlık ve hafiflik kavramlarının tartışılması Antik Yunan filozoflarına kadar uzanmaktadır. Bunlar tipik olarak nesnelerin içsel özellikleri olarak görülmüştür. Platon ağırlığı, nesnelerin kendi akrabalarını arama yönündeki doğal eğilimi olarak tanımlamıştır. Aristoteles'e göre ağırlık ve hafiflik, temel unsurlar olan hava, toprak, ateş ve suyun doğal düzenini yeniden kurma eğilimini temsil ediyordu. Toprağa mutlak ağırlık, ateşe ise mutlak hafiflik atfetmiştir. Arşimet, ağırlığı kaldırma kuvvetine karşıt bir nitelik olarak gördü ve ikisi arasındaki çatışma bir nesnenin batmasını ya da yüzmesini belirledi. Ağırlığın ilk operasyonel tanımı, ağırlığı şu şekilde tanımlayan Öklid tarafından yapılmıştır: "Bir terazi ile ölçüldüğünde bir şeyin diğerine kıyasla ağırlığı ya da hafifliği." Bununla birlikte, operasyonel teraziler (tanımlardan ziyade) çok daha uzun süredir vardı.

Aristoteles'e göre ağırlık, bir nesnenin düşme hareketinin doğrudan nedeniydi, düşen nesnenin hızının nesnenin ağırlığıyla doğru orantılı olması gerekiyordu. Ortaçağ bilginleri pratikte düşen bir nesnenin hızının zamanla arttığını keşfettikçe, bu neden-sonuç ilişkisini korumak için ağırlık kavramında bir değişikliğe gidildi. Ağırlık, sabit kalan "hareketsiz ağırlık" ya da pondus ve cisim düştükçe değişen gerçek yerçekimi ya da gravitas olarak ikiye ayrılmıştır. Gravitas kavramının yerini zamanla Jean Buridan'ın momentumun öncülü olan impetus kavramı aldı.

Kopernikçi dünya görüşünün yükselişi, benzer cisimlerin birbirini çektiği şeklindeki Platoncu fikrin yeniden canlanmasına yol açmıştır, ancak gök cisimleri bağlamında. 17. yüzyılda Galileo ağırlık kavramında önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Hareket halindeki bir nesne ile hareketsiz bir nesnenin ağırlığı arasındaki farkı ölçmek için bir yol önerdi. Sonuçta, ağırlığın Aristotelesçi fizik görüşünün varsaydığı gibi hareket hızıyla değil, bir nesnenin madde miktarıyla orantılı olduğu sonucuna vardı.

Newton

Newton'un hareket yasalarının ortaya konması ve Newton'un evrensel çekim yasasının geliştirilmesi, ağırlık kavramının önemli ölçüde daha da gelişmesine yol açmıştır. Ağırlık temelde kütleden ayrı bir kavram haline geldi. Kütle, nesnelerin eylemsizliklerine bağlı temel bir özelliği olarak tanımlanırken, ağırlık bir nesne üzerindeki yerçekimi kuvvetiyle özdeşleşti ve bu nedenle nesnenin bağlamına bağlı hale geldi. Özellikle Newton ağırlığı, yerçekimine neden olan başka bir nesneye, örneğin Dünya'nın Güneş'e doğru olan ağırlığına göre değerlendirmiştir.

Newton zaman ve uzayın mutlak olduğunu düşünmüştür. Bu da onun gerçek konum ve gerçek hız gibi kavramları dikkate almasını sağlamıştır. Newton ayrıca tartma eylemiyle ölçülen ağırlığın kaldırma kuvveti gibi çevresel faktörlerden etkilendiğini de kabul etmiştir. Bunu kusurlu ölçüm koşullarından kaynaklanan yanlış bir ağırlık olarak değerlendirdi ve yerçekimi tarafından tanımlanan gerçek ağırlığa kıyasla görünür ağırlık terimini ortaya attı.

Newton fiziği ağırlık ve kütle arasında net bir ayrım yapmasına rağmen, insanlar kütleyi kastettiklerinde ağırlık terimi yaygın olarak kullanılmaya devam etti. Bu durum, 1901'deki 3. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nın (CGPM) resmi olarak "Ağırlık kelimesi bir kuvvetle aynı nitelikteki bir niceliği ifade eder: bir cismin ağırlığı, kütlesi ile yerçekiminden kaynaklanan ivmenin çarpımıdır" şeklinde bir açıklama yapmasına ve böylece resmi kullanım için ağırlığı kütleden ayırmasına yol açmıştır.

Görelilik

20. yüzyılda, Newton'un mutlak zaman ve uzay kavramlarına görelilik tarafından meydan okundu. Einstein'ın eşdeğerlik ilkesi, hareket eden ya da ivmelenen tüm gözlemcileri aynı kefeye koymuştur. Bu durum, yerçekimi kuvveti ve ağırlığın tam olarak ne anlama geldiği konusunda bir belirsizliğe yol açtı. Hızlanan bir asansördeki bir terazi, yerçekimi alanındaki bir teraziden ayırt edilemez. Yerçekimi kuvveti ve ağırlık böylece esasen çerçeveye bağlı nicelikler haline gelmiştir. Bu durum, kavramın fizik ve kimya gibi temel bilimlerde gereksiz olduğu gerekçesiyle terk edilmesine yol açmıştır. Bununla birlikte, kavram fizik öğretiminde önemli olmaya devam etmiştir. Göreliliğin getirdiği belirsizlikler, 1960'lardan başlayarak, öğretim camiasında öğrenciler için ağırlığın nasıl tanımlanacağı konusunda önemli tartışmalara yol açmış, ağırlığın yerçekiminden kaynaklanan kuvvet olarak nominal bir tanımı ile tartma eylemiyle tanımlanan operasyonel bir tanımı arasında seçim yapılmıştır.

Tanımlar

Bu en yüksek yakıtlı dragster sıfırdan saatte 160 kilometre hıza (99 mil/saat) 0,86 saniyede çıkabilmektedir. Bu 5,3 g'lik yatay bir ivmedir. Sabit durumdaki dikey g-kuvveti ile birleştirildiğinde Pisagor teoremi 5,4 g'lik bir g-kuvveti verir. İşlemsel tanım kullanılırsa sürücünün ağırlığına neden olan bu g-kuvvetidir. Eğer yerçekimsel tanım kullanılırsa, sürücünün ağırlığı aracın hareketiyle değişmez.

Ağırlık için hepsi eşdeğer olmayan çeşitli tanımlar mevcuttur.

Yerçekimsel tanım

Fiziğe giriş ders kitaplarında bulunan en yaygın ağırlık tanımı, ağırlığı bir cisme yerçekimi tarafından uygulanan kuvvet olarak tanımlar. Bu genellikle W = mg formülüyle ifade edilir; burada W ağırlık, m nesnenin kütlesi ve g yerçekimi ivmesidir.

1901 yılında, 3. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı (CGPM) bunu ağırlığın resmi tanımı olarak belirlemiştir:

"Ağırlık kelimesi bir kuvvetle aynı nitelikteki bir niceliği ifade eder: bir cismin ağırlığı, kütlesi ile yerçekiminden kaynaklanan ivmenin çarpımıdır."

- 3. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nın 2. Kararı

Kuvvet vektörel bir büyüklük olduğundan, bu çözüm ağırlığı bir vektör olarak tanımlar. Bununla birlikte, bazı ders kitapları ağırlığı skaler olarak da tanımlamaktadır:

"Bir cismin W ağırlığı, cisim üzerindeki yerçekimi kuvvetinin Fg büyüklüğüne eşittir."

Yerçekimi ivmesi yerden yere değişir. Bazen, standart ağırlığı veren 9,80665 m/s2'lik standart bir değere sahip olduğu kabul edilir.

Büyüklüğü mg newtona eşit olan kuvvet, m kilogram ağırlığı olarak da bilinir (bu terim kg-wt olarak kısaltılır)

Ağırlığa karşı kütlenin ölçülmesi
Solda: Bir yaylı terazi, nesnenin bir yayı (cihazın içinde) ne kadar ittiğini görerek ağırlığı ölçer. Ay'da bir nesne daha düşük bir okuma verecektir. Sağda: Bir terazi, bir nesneyi referanslarla karşılaştırarak dolaylı olarak kütleyi ölçer. Ay'da bir nesne aynı değeri verecektir, çünkü nesne ve referansların her ikisi de hafifleyecektir.

Operasyonel tanım

Operasyonel tanımda, bir cismin ağırlığı, onu tartma işlemi ile ölçülen kuvvettir, bu da desteğine uyguladığı kuvvettir. W, dünyanın merkezi tarafından cisme uygulanan aşağı yönlü kuvvet olduğundan ve cisimde ivme olmadığından, destek tarafından cisme uygulanan zıt ve eşit bir kuvvet vardır. Ayrıca, etki ve tepki aynı sayısal değere ve zıt yöne sahip olduğundan, bu kuvvet cismin desteğine uyguladığı kuvvete eşittir. Bu, ayrıntılara bağlı olarak önemli bir fark yaratabilir; örneğin, serbest düşüşteki bir cisim desteğine çok az kuvvet uygular, bu durum genellikle ağırlıksızlık olarak adlandırılır. Ancak, serbest düşüşte olmak yerçekimi tanımına göre ağırlığı etkilemez. Bu nedenle, operasyonel tanım bazen nesnenin hareketsiz olmasını gerektirerek rafine edilir. Ancak bu da "hareketsiz" tanımının yapılması sorununu ortaya çıkarmaktadır (standart yerçekimi kullanıldığında genellikle Dünya'ya göre hareketsiz olduğu ima edilir). Operasyonel tanımda, Dünya yüzeyinde hareketsiz duran bir nesnenin ağırlığı, Dünya'nın dönüşünden kaynaklanan merkezkaç kuvvetinin etkisiyle azalır.

Genellikle verildiği şekliyle operasyonel tanım, bir nesnenin hava veya su gibi bir sıvıya daldırıldığında ölçülen ağırlığını azaltan kaldırma kuvvetinin etkilerini açıkça hariç tutmaz. Sonuç olarak, yüzen bir balonun veya suda yüzen bir nesnenin sıfır ağırlığa sahip olduğu söylenebilir.

ISO tanımı

Uluslararası ISO/IEC 80000 standardının bir parçası olarak mekanikteki temel fiziksel büyüklükleri ve birimleri tanımlayan ISO Uluslararası standardı ISO 80000-4:2006'da ağırlık tanımı şu şekilde verilmiştir:

Tanım

,
Burada m kütle ve g serbest düşüşün yerel ivmesidir.

Açıklamalar

  • Referans çerçevesi Dünya olduğunda, bu miktar sadece yerel yerçekimi kuvvetini değil, aynı zamanda enleme göre değişen bir kuvvet olan Dünya'nın dönüşünden kaynaklanan yerel merkezkaç kuvvetini de içerir.
  • Atmosferik kaldırma kuvvetinin etkisi ağırlığa dahil edilmez.
  • Yaygın kullanımda, "kütle "nin kastedildiği yerlerde "ağırlık" adı kullanılmaya devam etmektedir, ancak bu uygulama kullanımdan kaldırılmıştır.
- ISO 80000-4 (2006)

Tanım, seçilen referans çerçevesine bağlıdır. Seçilen çerçeve söz konusu nesne ile birlikte hareket ediyorsa, bu tanım operasyonel tanımla tam olarak uyuşmaktadır. Belirlenen çerçeve Dünya'nın yüzeyi ise, ISO ve yerçekimi tanımlarına göre ağırlık sadece Dünya'nın dönüşünden kaynaklanan merkezkaç etkileri ile farklılık gösterir.

Görünür ağırlık

Gerçek dünyadaki birçok durumda tartım işlemi, kullanılan tanımın sağladığı ideal değerden farklı bir sonuç üretebilir. Bu genellikle nesnenin görünen ağırlığı olarak adlandırılır. Bunun yaygın bir örneği kaldırma kuvvetinin etkisidir; bir nesne bir sıvıya daldırıldığında, sıvının yer değiştirmesi nesne üzerinde yukarı doğru bir kuvvete neden olur ve bu da bir terazide tartıldığında daha hafif görünmesine neden olur. Görünür ağırlık benzer şekilde havalanma ve mekanik süspansiyondan da etkilenebilir. Ağırlığın yerçekimsel tanımı kullanıldığında, hızlanan bir terazi tarafından ölçülen operasyonel ağırlık genellikle görünür ağırlık olarak da adlandırılır.

Kütle

Bir yüzey üzerinde duran m kütleli bir cisim ve sadece cismin üzerine etki eden kuvvetleri gösteren serbest cisim diyagramı. Masanın cismi yukarı doğru ittiği kuvvet miktarının (N vektörü) cismin ağırlığının aşağı doğru ittiği kuvvete eşit olduğuna dikkat edin (burada mg olarak gösterilmiştir, çünkü ağırlık cismin kütlesinin yerçekiminden kaynaklanan ivmeyle çarpımına eşittir): bu kuvvetler eşit olduğu için cisim denge halindedir (üzerine etki eden tüm kuvvet ve momentlerin toplamı sıfırdır).

Modern bilimsel kullanımda, ağırlık ve kütle temelde farklı büyüklüklerdir: kütle maddenin içsel bir özelliği iken, ağırlık yerçekiminin madde üzerindeki etkisinden kaynaklanan bir kuvvettir: yerçekimi kuvvetinin o maddeyi ne kadar güçlü çektiğini ölçer. Bununla birlikte, çoğu pratik günlük durumda, kesinlikle "kütle" kastedildiğinde "ağırlık" kelimesi kullanılır. Örneğin, kilogram bir kütle birimi olmasına rağmen çoğu insan bir nesnenin "bir kilogram ağırlığında" olduğunu söyler.

Kütle ve ağırlık arasındaki ayrım birçok pratik amaç için önemsizdir çünkü yerçekiminin gücü Dünya yüzeyinde çok fazla değişiklik göstermez. Düzgün bir yerçekimi alanında, bir nesneye uygulanan yerçekimi kuvveti (ağırlığı) kütlesiyle doğru orantılıdır. Örneğin, A nesnesi B nesnesinden 10 kat daha ağırdır, dolayısıyla A nesnesinin kütlesi B nesnesinin kütlesinden 10 kat daha fazladır. Bu, bir nesnenin kütlesinin dolaylı olarak ağırlığıyla ölçülebileceği anlamına gelir ve bu nedenle, günlük amaçlar için, tartmak (bir tartı kullanarak) kütleyi ölçmenin tamamen kabul edilebilir bir yoludur. Benzer şekilde bir terazi, ölçülen nesnenin ağırlığını kütlesi bilinen bir nesne(ler)in ağırlığı ile karşılaştırarak kütleyi dolaylı olarak ölçer. Ölçülen nesne ve karşılaştırma kütlesi hemen hemen aynı konumda olduğundan, dolayısıyla aynı yerçekimi alanını deneyimlediğinden, değişen yerçekiminin etkisi karşılaştırmayı veya sonuçta elde edilen ölçümü etkilemez.

Dünya'nın yerçekimi alanı tekdüze olmayıp Dünya'nın farklı yerlerinde %0,5'e varan oranlarda değişiklik gösterebilir (bkz. Dünya'nın yerçekimi). Bu değişimler ağırlık ve kütle arasındaki ilişkiyi değiştirir ve kütleyi dolaylı olarak ölçmeyi amaçlayan yüksek hassasiyetli ağırlık ölçümlerinde dikkate alınmalıdır. Yerel ağırlığı ölçen yaylı teraziler, ticarette yasal olabilmeleri için nesnelerin kullanılacağı yerde bu standart ağırlığı gösterecek şekilde kalibre edilmelidir.

Bu tablo, Dünya yüzeyindeki çeşitli konumlarda yerçekimine bağlı ivme değişimini (ve dolayısıyla ağırlık değişimini) göstermektedir.

Konum Enlem m/s2 Ekvatordan mutlak fark Ekvatordan yüzde farkı
Ekvator 9.7803 0.0000 0%
Sidney 33°52′ S 9.7968 0.0165 0.17%
Aberdeen 57°9′ N 9.8168 0.0365 0.37%
Kuzey Kutbu 90° N 9.8322 0.0519 0.53%

"Kütle" yerine "ağırlık" kelimesinin tarihsel kullanımı bazı bilimsel terminolojide de devam etmektedir - örneğin, tercih edilen "atomik kütle" yerine "atom ağırlığı", "moleküler ağırlık" ve "formül ağırlığı" gibi kimyasal terimler hala bulunabilir.

Farklı bir yerçekimi alanında, örneğin Ay'ın yüzeyinde, bir nesne Dünya'dakinden önemli ölçüde farklı bir ağırlığa sahip olabilir. Ay'ın yüzeyindeki yerçekimi, Dünya'nın yüzeyindekinin yalnızca altıda biri kadar güçlüdür. Bir kilogramlık bir kütle hala bir kilogramlık bir kütledir (çünkü kütle nesnenin içsel bir özelliğidir), ancak yerçekiminden kaynaklanan aşağı doğru kuvvet ve dolayısıyla ağırlığı, nesnenin Dünya'da sahip olacağının yalnızca altıda biridir. Yani 180 pound kütleli bir adam Ay'ı ziyaret ederken sadece yaklaşık 30 pound ağırlığındadır.

SI birimleri

Modern bilimsel çalışmaların çoğunda fiziksel büyüklükler SI birimleriyle ölçülür. SI ağırlık birimi kuvvet birimiyle aynıdır: newton (N) - SI temel birimlerinde kg⋅m/s2 (kilogram çarpı metre/saniye kare) olarak da ifade edilebilen türetilmiş bir birimdir.

Ticari ve günlük kullanımda "ağırlık" terimi genellikle kütle anlamında kullanılır ve "tartmak" fiili "kütlesini belirlemek" veya "kütlesine sahip olmak" anlamına gelir. Bu anlamda kullanıldığında, uygun SI birimi kilogramdır (kg).

20 Mayıs 2019 tarihi itibariyle, bir nesnenin ağırlığını değerlendirmek için gerekli olan kilogram, Planck sabiti açısından yeniden tanımlanmıştır. Yeni tanım, malzemenin gerçek miktarını etkilememekle birlikte ölçümün kalitesini artırmakta ve bununla ilişkili belirsizliği azaltmaktadır. Planck sabiti kullanılmadan önce, standart olarak fiziksel bir nesne kullanılıyordu. Fransa'nın Sèvres kentinde bir kasada bulunan bu nesne, 1889'da ilk kez tanıtıldığından bu yana kütlesinde yaklaşık 50 mikrogramlık bir dalgalanma göstermiştir. Sonuç olarak, aşağıdakiler doğru olmalıdır. Örneğin dünyada ya da ayda aynı olması gereken kütle, referans alınması gerektiğinden sadece dünyada geçerlidir. Ayrıca, bir ağırlık ölçümünün zamanla değişen bir standartla karşılaştırılması, bu ölçümün kullanıldığı zaman ve andaki gerçek değerine atıfta bulunmadan referans olarak kullanılamaz. Bu nedenle, kilogramı yeniden tanımlamak için ilgili tüm Ulusal Metroloji Enstitüleri (NMI), IPK'ya göre kalibre edilmiş bir kütleyi değerlendirerek Planck sabitinin yeni değerini belirlemiştir. Bu kapsamda bir kilogram h/(6.62607015×10^(-34) ) m^(-2) s'ye eşittir ve bu da 1 m^(-2) s'ye eşittir. Bir kilogram, yeniden tanımlamadan önce olduğu gibi aynı miktar olarak kalmıştır. Ancak Mayıs 2019 itibariyle, ölçülen ve kaydedilen ağırlıklar geriye doğru izlenebilir ve mevcut ve gelecekteki çalışmalar için karşılaştırma olarak kullanılabilir.

Pound ve SI olmayan diğer birimler

Amerika Birleşik Devletleri geleneksel birimlerinde pound bir kuvvet birimi ya da bir kütle birimi olabilir. Bazı farklı, ayrı birim alt sistemlerinde kullanılan ilgili birimler arasında poundal ve slug bulunur. Poundal, bir poundluk kütleye sahip bir nesneyi 1 ft/s2 hızla hızlandırmak için gerekli kuvvet olarak tanımlanır ve bir poundluk kuvvetin yaklaşık 1/32,2'sine eşdeğerdir. Sümüklü böcek, üzerine bir poundluk kuvvet uygulandığında 1 ft/s2 hızlanan kütle miktarı olarak tanımlanır ve yaklaşık 32,2 pounda (kütleye) eşdeğerdir.

Kilogram-kuvvet, standart Dünya yerçekiminde bir kilogramlık bir kütlenin uyguladığı kuvvet olarak tanımlanan (tam olarak 9,80665 newton'a eşittir) SI olmayan bir kuvvet birimidir. Dyne, cgs kuvvet birimidir ve SI'nın bir parçası değildir, cgs kütle birimi olan gram ile ölçülen ağırlıklar ise SI'nın bir parçası olmaya devam eder.

Duyum

Ağırlık hissi, iç kulaktaki üç boyutlu bir tüpler dizisi olan vestibüler sistemdeki sıvıların uyguladığı kuvvetten kaynaklanır. Aslında bu, yerçekiminin varlığında hareketsiz kalmaktan mı yoksa kişi hareket halindeyse, bir asansörün hızlanması veya yavaşlaması veya keskin bir şekilde dönerken merkezkaç kuvvetleri gibi vücuda etki eden diğer kuvvetlerin sonucu olup olmadığına bakılmaksızın, g-kuvvetinin hissedilmesidir.

Ölçme

Kamyonları tartmak için kullanılan bir kantar

Ağırlık genellikle iki yöntemden biri kullanılarak ölçülür. Yaylı terazi veya hidrolik ya da pnömatik terazi yerel ağırlığı, yani nesne üzerindeki yerel yerçekimi kuvvetini (kesinlikle görünen ağırlık kuvveti) ölçer. Yerel yerçekimi kuvveti farklı konumlarda %0,5'e kadar değişebileceğinden, yaylı teraziler aynı nesne (aynı kütle) için farklı konumlarda biraz farklı ağırlıklar ölçecektir. Ağırlıkları standartlaştırmak için kantarlar her zaman bir nesnenin 9,80665 m/s2 (yaklaşık 32,174 ft/s2) nominal standart yerçekiminde sahip olacağı ağırlığı okuyacak şekilde kalibre edilir. Ancak bu kalibrasyon fabrikada yapılır. Terazi Dünya üzerinde başka bir yere taşındığında, yerçekimi kuvveti farklı olacak ve hafif bir hataya neden olacaktır. Dolayısıyla, yüksek doğrulukta ve ticaret için yasal olması için yaylı terazilerin kullanılacakları yerde yeniden kalibre edilmesi gerekir.

Öte yandan bir terazi, bilinmeyen bir nesnenin ağırlığını, bir kaldıraç mekanizması - bir kaldıraç-denge - kullanarak, bir kefedeki ağırlığı diğer kefedeki standart kütlelerin ağırlığıyla karşılaştırır. Standart kütleler genellikle teknik olmayan bir şekilde "ağırlıklar" olarak adlandırılır. Yerçekimindeki herhangi bir değişiklik bilinmeyen ve bilinen ağırlıklara eşit olarak etki edeceğinden, bir kaldıraç-denge Dünya üzerindeki herhangi bir yerde aynı değeri gösterecektir. Bu nedenle, terazi "ağırlıkları" genellikle kütle birimleriyle kalibre edilir ve işaretlenir, böylece kaldıraçlı terazi kütleyi, Dünya'nın bilinmeyen nesne üzerindeki çekimini ve terazi kefelerindeki standart kütleleri karşılaştırarak ölçer. Yerçekimi alanının olmadığı, gezegensel cisimlerden uzakta (örneğin uzay), bir kaldıraç terazisi çalışmaz, ancak örneğin Ay'da, Dünya'dakiyle aynı okumayı verir. Bazı teraziler ağırlık birimleriyle işaretlenmiştir, ancak ağırlıklar fabrikada standart yerçekimi için kalibre edildiğinden, terazi standart ağırlığı, yani nesnenin üzerindeki gerçek yerel yerçekimi kuvvetini değil, nesnenin standart yerçekiminde ne kadar ağır olacağını ölçecektir.

Nesne üzerindeki gerçek yerçekimi kuvvetine ihtiyaç duyulursa, bu, terazi tarafından ölçülen kütlenin yerçekiminden kaynaklanan ivme ile çarpılmasıyla hesaplanabilir - standart yerçekimi (günlük işler için) veya hassas yerel yerçekimi (hassas işler için). Farklı yerlerdeki yerçekimi ivmesi tabloları internette bulunabilir.

Brüt ağırlık, genellikle ticarette veya ticari uygulamalarda kullanılan bir terimdir ve bir ürünün ve ambalajının toplam ağırlığını ifade eder. Tersine, net ağırlık, kabının veya ambalajının ağırlığı düşüldükten sonra yalnızca ürünün ağırlığını ifade eder; dara ağırlığı ise yalnızca ambalajın ağırlığıdır.

Dünya ve diğer gök cisimleri üzerindeki göreli ağırlıklar

Aşağıdaki tablo Güneş'in, Dünya'nın uydusunun ve güneş sistemindeki gezegenlerin her birinin yüzeyindeki yerçekimi ivmelerini karşılaştırmalı olarak göstermektedir. "Yüzey" gaz devlerinin (Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün) bulut tepeleri olarak alınmıştır. Güneş için yüzey, fotosfer olarak alınmıştır. Tablodaki değerler gezegen dönüşünün merkezkaç etkisine (ve gaz devleri için bulut üstü rüzgar hızlarına) göre derecelendirilmemiştir ve bu nedenle genel olarak kutupların yakınında yaşanacak gerçek yerçekimine benzerdir.

Gövde Birden fazla
Dünya yerçekimi
Yüzey yerçekimi
m/s2
Güneş 27.90 274.1
Merkür 0.3770 3.703
Venüs 0.9032 8.872
Dünya 1 (tanım gereği) 9.8226
Ay 0.1655 1.625
Mars 0.3895 3.728
Jüpiter 2.640 25.93
Satürn 1.139 11.19
Uranüs 0.917 9.01
Neptün 1.148 11.28

Ağırlık merkezi

Kütleçekimi bir cismi oluşturan her parçaya ayrı ayrı etki eder, hepsi teker teker hesaplanamayacağından Klasik mekanikte cismin tüm ağırlığı tek bir noktadaymış gibi kabul edilir. Bu merkezin konumu, cismi oluşturan tüm noktalardaki ağırlık kuvvetlerinin ağırlıklı ortalaması ile bulunur. Kütle merkezinden farklı olarak cismin aşağı kısmı gezegene daha yakında olduğundan ağırlık merkezi, kütle merkezinden çok az da olsa daha aşağıdadır. Bu fark dünyadaki en uzun kule olan Burç Halife'de 0,1 milimetreden azdır.

Ağırlık merkezinin bilinmesi, cisimlerin denge hallerini ve çeşitli yapıtların devrilmeden durabilmelerinin sağlanmasında yardımcı olur.