Вес  и Взвешивание. Невесомость.

 

 

Как известно вес  это сила.

Вес — сила воздействия тела на опору (или другой вид крепления в случае подвешенных тел), возникающая в поле сил тяжести. Единица измерения веса в СИ — ньютон, иногда используется единица СГС — дина.

Как будто без опоры тело веса не имеет. То есть если тело находится в состоянии горизонтального полета и по сути не имеет опоры, то и не имеет веса. То же касается и падения тела.

Вообще, интересное заявление:   сила в поле действия сил.  А шо це таке, по- украински.  Сложенияе силы с полем?  Или сложение двух сил? Или сложение с полем многих сил?  И это определение из учебников.

Смотрим на деле.

P=mg  - вес,   F=mg  -сила тяжести

 

Имеем одно и тоже под разным обозначением. То же тело в фас и в профиль.

С одним ускорением свободного падения.

 Одна только эта запись в виде формулы  говорит о принципе, заложенном еще Ньютоном. А впервые это сделал Галилей. Для движения необходима сила, а значит, чтоб иметь вес, тело должно двигаться по направлению действия этой силы.

“Cила проявляется только в действии, и по прошествии действия в теле не остается, и тело удерживает новое состояние благодаря инерции” Г.Галилей!!!!

Неизменность таких состояний(по первому закону Ньютона) без приложения внешних сил дает основания утверждать, что центр инерции любой системы может служить  точкой опоры(площадью опоры, от авт.). Отсюда следует и крайне необычный для восприятия вывод о том, что  лежащее на столе яблоко не давит на стол  ( пример Г.Галилея ), поскольку оно находится в покое, поэтому нет и приложенных к нему сил, в том числе и силы тяжести  F = Mg, так как нет ускорения  g .

 Если сила отсутствует, а движение продолжается это не значит, что все силы полностью пропали. В природе такого не наблюдается. Тело тормозит рано или поздно, а значит, обладает силой заключенной в нем самом и эта сила называется весом тела, а по-другому сила упругости, это та сила, которая является сопротивлением тела перед началом его движения с места.

Это и есть пресловутая сила инерции.

То, что тело не может ни на что опереться, не означает отсутствия действия на него силы. Если оно двигается, значит уже есть сила, которая его двигает.

Однако бытует расхожее мнение, переходящее из учебника в учебник привнесенное толкователями, явно не физиками:

«Будучи в свободном полете, камень имеет нулевой вес (находится в невесомости), так как ни на какую опору он не давит.»

То есть, не смотря на формулу определяющую вес как силу, и не просто силу, а силу тяжести  в случае свободного падения тела, падающее тело имеет нулевой вес и нулевую действующую силу, а значит, движется по инерции. То есть игнорируется сила тяжести.

А это противоречит следующему утверждению:

Вес в инерциальной системе отсчёта совпадает с силой тяжести и пропорционален массе и ускорению свободного падения  в данной точке.

 

Таким образом, вес отождествляют с силой тяжести действующей на тело независимо от того, находится ли тело в свободном движении, или лежит на опоре.

 

Теперь собственно об опоре.  По третьему закону Ньютона  сила действия равна силе противодействия, то есть сила тяжести тела лежащего на опоре скомпенсирована силой реакции опоры.  Можно ли считать, что тело в отсутствии  действия сил имеет вес, ни в коем случае, иначе это противоречит уже первому закону Ньютона. Тело находится в состоянии покоя. Значит, никакие силы на него не действуют. Их действие  уже  было произведено.

 

Появляется расхождение бытового представления о понятии вес, как ощущения при подъеме и удержании какого либо тела, с физическим представлением  в виде действующей постоянно в единственном числе силы.

 

 

 

Определение веса производится при помощи весов. Именно в этом смысле подразумевается опора как инструмент для измерения веса. Современное определение является объяснением работы инструмента, но никак не определением понятия веса как силы.

 

Взглянем на любое  тело, лежащее неподвижно на любой опоре.  Каким образом при помощи одного взгляда можно определить его вес?  Каким инструментом можно не трогая тело с места, сделать это?  Невозможно.

Единственным способом является взвешивание.  То есть либо сравнение с эталоном при помощи рычажных весов, либо взвешивание на заранее отлаженных пружинных весах.

 

Для обоих способов необходимо заставить тело или тела сначала двигаться, затем дождаться остановки движения, а потом оценить показания прибора.

 

Весы бывают основных двух типов.  Пружинные  и рычажные.

 

 

 

Безмен

БЕЗМЕ'Н, а, м. [от тюрк. batman — мера веса около 10 кг].

Рычажный или пружинный прибор для определения веса тел без помощи гирь.

Толковый словарь русского языка Ушакова

 

Трудно не усмотреть в самом названии двух корневых слов   БЕЗ и  МЕН.

Ссылка Ушакова на тюркское происхождение, мало того надумана, еще и транскрипция (произношение) не соответствует.

БЕЗ за/пере/об –МЕНА гирь. Просто и с русскими, славянскими корнями.

 

Определение веса, это как минимум две силы. Сила тяжести F=mg   и противодействующая ей сила реакции опоры, для пружинных весов это сила упругости самой пружины, Изменение растяжения которой описывается законом Гука:  F=-kx.

При этом сам закон Гука не является законом динамики, а лишь статичным представлением(состоянием) уже совершившегося  движения, в отличии от силы Ньютона, в  которой присутствует масса и  ускорение.

В законе Гука этих элементов динамики движения нет, и приравнивание этих двух сил  математически допустимо, но не вполне корректно с физической точки зрения.

Причина в инерционности и физических изменениях материала пружины(жесткость) при ее собственном ускоренном движении в различных условиях(средах). В земных условиях этим пренебрегают.

Для рычажных весов это выполнение равенства Архимеда.

 

. 

 

Показание пружинных весов-безмена после остановки движения подвешенного груза и есть вес. Вес как сила уже скомпенсирован растяжением пружины и движение растягивания уже произошло. На тело в данном случае никакая сила не действует.

 

Р=ma=-kx,  условие равновесия для пружинных весов.

F1s1=F2s2 ,  условие равновесия для рычажных весов. Правило рычага Архимеда.

 

величина х  является увеличением(уменьшением) длины пружины, и определяется линейкой с делениями, соответствующих эталонным, по которым можно определить результат в виде веса.

 

Тело при этом не движется, то есть соблюдается состояние покоя, по первому закону Ньютона, отсутствие движения при равновесии сил и означает факт измерения веса.

А раз так, то и тело как материальная точка будет находиться в состоянии невесомости.  Поскольку все тела физически не являются материальными точками,

а имеют размеры, то понятие невесомости на все такое подвешенное тело может быть распространено только условно в точке подвеса.
Опять повторимся из учебников,
«Как известно, вес тела — это сила, с которой оно действует на опору. Если и тело, и опора свободно движутся под действием силы тяготения с одинаковым ускорением, т. е. свободно падают, то вес тела исчезает. Это свойство свободно падающих тел установил еще Галилей.»

 

Не устанавливал этого Галилей

 Он писал: «Мы ощущаем груз на своих плечах, когда стараемся мешать его свободному падению. Но если станем двигаться вниз с такой же скоростью, как и груз, лежащий на нашей спине, то как же может он давить и обременять нас? Это подобно тому, как если бы мы захотели поразить копьем кого-нибудь, кто бежит впереди нас с такой же скоростью, с которой движется копье».

ОЩУЩАЕМ. Он говорил про ощущения. Он приводил свои рассуждения. В применении стояния на месте или совместного одинакового движения тел.

 

Галилей, умнейший ученый, но, озвучив принцип относительности, в данном случае не отметил,  относительно чего невесомо тело. А оно невесомо только относительно измеряющего прибора(тоже тело), поскольку оба они движутся с одинаковой скоростью или одинаковым ускорением. То есть, приближено можно считать, что операция взвешивания в данном случае невозможна.

Если  имеется два тела, то между ними независимо от характера совместного движения уже по закону тяготения Ньютона действует взаимное притяжение, а значит и сила. То есть имеется принципиальная возможность ее измерения. Также имеется и принципиальная возможность определения максимально воздействия свободнопадающего тела на весы, расположенные  на  какой угодно двигающейся быстрее или медленней, или неподвижной опоре.  То есть еще до полной остановки можно измерить импульс  mv, зарегистрировать  колебания весов, и после остановки  движения получить значение силы тяжести или веса относительно другого тела.

Если на тело начинает действовать сила снизу, пружина сжимается, показывая меньший вес, но это показание прибора, который измеряет разницу действия двух сил. Реальный вес начнет расти от собственного 0 (от невесомости) до нуля прибора.
то есть поддерживая тело мы опять его взвешиваем. Например, пружинными весами, часть веса  начинает измеряться этими весами.

теперь если тело просто лежит на земле. никакого веса оно не имеет. Да  и нет измерительного прибора!!!!!!!! обе силы скомпенсированы: Сила тяжести и сила реакции опоры.

Вес понятие относительное. Относительно измеряющего прибора. Относительно  движения этого прибора.

Относительность при операции взвешивания неоспорима.  Поэтому справедлива формула для движущегося с ускорением тела являющегося опорой для весов и находящегося под действием силы тяжести:

 

P = m(g – a).


при g=a   вес равен нулю только относительно опоры, но не относительно наблюдателя на земле.
Надо учесть, что вес может быть зарегистрирован не только для ускоренно движущегося тела,  но и для тела двигающегося с постоянной скоростью.

 

Тело,  падающее свободно на Землю (без учета сопротивления воздуха) не является невесомым, иначе бы оно не падало!!!!!!!!

На него как раз действует сила  P=mg  в единственном числе.  Это если не учитывать сопротивления воздуха, и отбросить вообще  все электромагнитные эффекты.

 

На тело находящееся в невесомости не действует никакая сила тяжести.  P=0

 

При падении в воздухе он оказывает некоторое сопротивление. Оно гораздо меньше силы mg. Тело несколько теряет в весе.

Можно заставить тело парить в воздушном вертикальном потоке (в аэродинамической трубе), фактически тело станет невесомым.

 

 

 

Поэтому вес, измеряемый при помощи весов и иных инструментов, является величиной силы, которая скомпенсирована при помощи движения пружин и иных механизмов, перераспределивших эту силу и дающих пропорции этого перераспределения в результате полной остановки движения.

И поэтому в состоянии покоя на опоре, тело не движется, а значит и веса не имеет, имеется только виртуальная масса. Опять относительное и условное понятие, поскольку определяется весами при помощи такого же предварительного взвешивания и конкретно на Земле.

 

 

 

Вот один из опытов приведенных в оригинале на блоге одного из моих друзей  Олега Арканова:

 

http://blogs.mail.ru/mail/oleg_arkanov1/

 

     опыт 8

 

 

Всем привет!

Так получилось, что очередная командировка не дала возможности вовремя предложить на рассмотрение очередной опус в виде Опыта. Однако, нет худа без добра (ещё одна формулировка закона сохранения энергии)! Уже готова целая серия новых опытов с «Боржоми»!

Как Вы уже догадались по эпиграфу, говоря о выдающихся свойствах «Боржоми», нельзя пройти мимо выдающегося представителя человечества Архимеда. И его одноименного закона!

Уверен, что Вам известна точная формулировка, а не вариации типа – «Каждое тело, погруженное в жидкость, через 7 лет идет в школу». Поэтому приведу исключительно для соблюдения беспристрастной научности: «На тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (называемая силой Архимеда)»

А с общеизвестными истинами получается так, что все знают, но не все видели. Восполним этот пробел!

Материал у нас постоянный (настоящий минеральный), а приборы понадобятся такие: стакан, мерная линейка, увеличительное стекло, пружина (не очень тугая), тело! Здесь требуются пояснения. В качестве «тела» был выбран цилиндр из алюминия. Говорят же, что алюминий – «крылатый металл»? Вот пусть и летает в нашем опыте. Тем более, что он уже имел замечательный крючочек для подвешивания. В домашних лабораториях можете использовать, например, гайку или другой какой болт/шуруп.

Подвешиваем вышеуказанное тело на пружину и помещаем в стакан как можно ближе ко дну.



Наливаем в стакан настоящую лабораторную воду «Боржоми»!

Видео 1



  видео



Внимательно наблюдаем, как изменяется положение «тела» и натяжение пружины. (Замечен побочный эффект – скорость подъема цилиндрика оказалась прямо пропорциональна скорости «вылезания на лоб глаз» Зрителей, допущенных в лабораторию) :)

 

Опыт был ограничен объемом стакана, хотя воды «Боржоми» хватит на всех! И вот, что мы получили:



Могут возникнуть обоснованные подозрения, что цилиндр только снаружи алюминиевый, а внутри – полый!
Как настоящие ученые, доводим опыт до конца – снимаем «тело» с пружинного подвеса.

Видео 2



   видео



Как видите «тело», даже из «легкого» металла, тонет.



Что и требовалось доказать!

 

========================================

 

 

Нарастание невесомости тела, погружаемого в воду. А точнее мы наблюдаем выталкивающее действие силы Архимеда, компенсирующей действие силы тяжести.

 

Вес складывается из силы тяжести и, в жидкой или газообразной среде, силы Архимеда:

,

таким образом, вес тела, погружённого в среду, уменьшается на вес вытесненного объёма среды; в случае если плотность тела меньше плотности среды вес становится отрицательным (то есть на тело действует выталкивающая сила).

То есть имеется опять противоречие в определении веса как силы действующей на опору,  появляется выталкивающая сила в противоположном направлении и вес уже ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ, со знаком минус.

Вопрос: а сила Архимеда будет ли работать в твердых телах?

Ответ:  не столь заметно, но все равно будет! Например, в аморфных телах это наблюдаемо, то есть это вопрос времени наблюдения.

Если сила Архимеда больше удерживающих (межмолекулярных и иных) сил в кристаллическом теле, то она будет сказываться на движении менее плотного тела внутри более плотного. Естественно очень медленно.

 

 

Немного о массе.

Определения. (википедия)

Понятие массы было введено в физику Ньютоном, до этого естествоиспытатели оперировали с понятием веса.

 

Как правило, масса отождествляется с весом, хоть и единицы измерения разные.

Масса измеряется в килограммах,  вес измеряется в ньютонах.

 

Пропорция выглядит следующим образом:

1 кг =9.8 н

 

Масса измеряются одним прибором.  Весами.
Весы́ — устройство или прибор для определения массы тел (взвешивания) по действующему на них весу, приближённо считая его равным силе тяжести^[1]. Вес тела может быть определён как через сравнение с весом эталонной массы (как в рычажных весах), так и через измерение этой силы через другие физические величины.

 

 

Странно, как это масса, являющаяся базовой  и одной  из трех основных(масса, время, длина) единицей измерения во всех системах измерений, в том числе и в системе «СИ», через  которую выражается большинство размерностей производных единиц и являющаяся по сути дела силой, может быть выражена через сами эти производные, другие физические величины?

В статье http://fatyf.narod.ru/newton.htm

Уже упоминалось, что эквивалентом полной энергии(энергии движения или кинетической)  может с успехом использоваться выражение для силы.

Таким образом масса автоматически и в точности эквивалентна весу и силе(на земле) и автоматически эквивалентна энергии при гравитационном взаимодействии тела с телом.

Все наши измерения происходят на Земле, относительно Земли  по действию силы тяжести(весу), и записываются в виде  P=mg

g=9.8 m/сек2  - ускорение свободного падения.

В википедии нашлось такое понятие:

«В соответствии со вторым законом Ньютона, ускорение свободного падения равно силе тяжести, воздействующей на объект единичной массы.»

 

g=F/m  или  g=P/m

 

то есть  между массой и весом нет никакой принципиальной разницы. Это по существующим канонам.

А Фактически  масса это тело заранее взвешенное, находящееся в состоянии покоя. На Земле. СТАТИКА.

А вес  понятие ДИНАМИКИ. То есть измерение после завершения движения где угодно.

Таким образом  и любая другая сила, кроме силы тяжести и измеренная прибором –весами любыми (динамометр) может быть с успехом названа весом.

И поскольку  ускорение свободного падения может быть разным, то и вес и масса только относительно Земли одинаковы. И для удобства расчетов считается что, масса неизменна, а вес переменен из-за наличия разницы в ускорениях свободного падения для различных небесных тел и географии. То есть масса это земной эталон веса. Жили б мы на Луне, эталон был бы лунным.

 

Получается, масса является свойством тела, определяемого взвешиванием на земле, аналог ее силы тяжести, эталон веса.

 Понятие рекурсивное, поскольку само свойство не раскрывается ни через какие другие базовые величины и, по сути, масса

М=mg   и есть сила введенная, а приори, как вес.

Где m-и приходится считать этим весом.

Введение Ньютоном массы  и ее рекурсивность обусловлены необходимостью использования весового эталона при математических расчетах динамики движения небесных тел.

Сами свойства массы, в частности безоговорочная на данный момент возможность только притяжения двух и более тел, ее обладающих является достаточным упрощением, не учитывающим ни электростатических(электрических), ни магнитных свойств тел, которым (в отличие от ньютоновской гравитации) свойственно и отталкивание.

Так, например, в газах при отсутствии давления наблюдается бесконечное разбегание – взаимное отталкивание молекул или атомов с позиции гравитационных и других известных сил явление пока  не объяснимое.

 

Но объяснимо с позиций, если гравитация является обобщением электромагнитного взаимного обмена между телами, то есть результатом действия излучений по всей линейке электромагнитного излучения.

Дополнительно имеются эффекты электростатической и магнитной левитации ограниченной лишь мощностью воздействия (сами явления двухполюсны). Это идет в разрез с пониманием гравитации как односторонне действующей в виде притяжения силы.

Имеются опытные данные о зависимости ускорения свободного падения от степени намагниченности гравитирующих тел в большую сторону. При этом механическим вращением обоих тел возможно управлять данным процессом. И это без учета дополнительных электростатических сил.

 

Таким образом, масса определяется только в земных условиях взвешиванием. За эталон можно принять все что хотите, сегодня принято за массу считать гирю определенного материала(платина), с определенными размерами. Она хранится. в Париже и называется килограммом. Одновременно это эталон веса. Там же хранится эталон длины. Условились раз навсегда считать равным 1 кГ вес этой гири в том месте земной поверхности, где ускорение свободного падения равно 9,80665 м/сек2 («нормальное ускорение силы тяжести»). Это соответствует значению g на уровне моря на широте 45°. В любых других местах это вес, если есть точка опоры относительно Земли.. Он измеряется весами, если нет точки опоры, весом надо считать ту самую массу, помноженную на скорость движения, либо ускорения, полученного в результате изменения скорости.. То есть без всякого релятивизма масса увеличивается пропорционально  скорости движения. А скорость любого движения определяется как   V=s/t .  Скорость в предположении дальнейшего равномерного прямолинейного движения!!!Независимо от характера движения до момента определения отношения пройденного пути за время!!!! Можно тоже измерить соответствующими весами, динамометром, по максимальному показанию.  Данный пружинный механизм должен соответствовать масштабу опыта и обладать сопоставимой с этим масштабом упругостью, то есть, чтоб полностью поглотить имеющуюся скорость и не начать самому двигаться. Эталон силы - это эталон массы, помноженный на ускорение свободного падения. И получается, что масса - в штуках - количество эталонов, просто коэффициент. Из этого коэффициента априори получаем и вес и массу при последующих операциях с силами. разница только в РЕКУРСИВНЫХ определениях и единицах измерения. И рекурсивно вес определяется из силы: P=mg      Можно несколько иначе.   понятие массы-вес на земле. она определяется взвешиванием. эталон просто кусок платины-гиря определенных размеров. ускорение свободного падения определяет формулу P=mg. имеем рекурсивное определение. масса измеряется в штуках или частях той самой гири. Просто коэффициент. если мы этот коэффициент разгоним важна будет скорость!!!!! то есть возможность определить воздействие некой гири на другие тела. Поведение этой гири в полете(ускорение) особенно не волнует. волнует момент взаимодействия тел. так что масса увеличивается(это вес гири) рекурсивно и пропорционально скорости.

 

теперь о невесомости для орбитального полета.



для корабля поднимающегося строго по вертикали (несмотря на вращение земли) на заданную высоту, чтоб компенсировать силу тяжести, необходимо постоянно работать двигателем, иначе падение неизбежно. Сам он не уйдет на круговую траекторию.
Чтоб это сделать, необходимо именно выводить корабль и придавать ему скорость, направленную в сторону от вертикали.  Что и делается на практике.
Это означает, что сила тяжести действует на любой высоте до предела определенного еще Циолковским в его трудах. На любой орбите (без двигателей и внутренних движений) ускорение связано только с присутствием других небесных тел в космосе, от этого и эллиптичность, выведенная Еще Кеплером.

На орбитальный корабль действует
сила тяжести mg на данной высоте, которая компенсируется
скоростью(не ускорением)корабля движущегося на орбите в результате работы с последующим выключением двигателей, выведших его на соотв. траекторию. Скорость эта не постоянна.
То есть, если не подрабатывать двигателем, корабль все время падает (именно поэтому осуществляются постоянные коррекции).

 

«Когда космический аппарат движется по околоземной орбите, он находится в состоянии свободного падения. Аппарат все время падает, но не может достигнуть поверхности Земли, потому что ему сообщена такая скорость, которая заставляет его бесконечно вращаться вокруг нее (рис. 1). Это так называемая первая космическая скорость (7,8 км/с). Естественно, что все предметы, находящиеся на борту аппарата, теряют свой вес, иными словами, наступает состояние невесомости.» http://lib.rus.ec/b/172749/read

 

Состояние ощущения невесомости относительно самого корабля и невозможности самого измерения веса при помощи весов.

в общем виде можно считать, что он (корабль) в некотором роде все время движется по инерции, но это не совсем верно. На корабль все равно действует сила тяжести и прямолинейная траектория которая должна сопутствовать движению по инерции загибается в сторону поверхности, то есть падение происходит неминуемо.
и надо придавать ускорение для компенсации G периодически. Это не центростремительное ускорение  и не вызвано центробежными силами. Оно создается двигателем в лучшем случае по касательной к орбите.
Все это работает с учетом некоторого сопротивления атмосферы на любой высоте, но сопротивление атмосферы на высотах больших, чем для низких опорных орбит 100-200 километров настолько мало, что не сказывается на характере движения и заметного тормозного действия не оказывает.

На самом деле постоянное ускорение направленное к центру только одно, это G,
а компенсирующее периодически направлено (в лучшем случае) по касательной к орбите, все остальное время корабль (условно) движется по инерции, и поэтому веса нет. Так как движется ПО ИНЕРЦИИ. И сил нет, кроме достаточно слабого(еле заметного) действия силы тяжести. Эти силы постепенно заставляют терять высоту, и нужны коррекции орбиты. (поэтому и условность движения по инерции, инерция плюс падение)
чем выше полет, тем менее часто надо это производить.



Тело в свободном падении имеет вес, так как падает в результате действия силы F=mg, а вот невесомо оно станет, если сопротивление воздуха скомпенсирует эту силу.
То же наблюдаем при погружении тела в жидкость близкую ему по плотности. Сила Архимеда точно так же компенсирует силу тяжести и тело становится невесомым. Оно и ощущения совпадут!!!! Если особенно не размахивать руками.  При падении в воздухе после набора скорости, ощущения такие же как в воде.  Вода и воздух просто имеют разные плотности.
Тело  на весах снаружи  (вне жидкости)покажет нулевой вес. Это используется при тренировках космонавтов как аналог невесомости в космосе.

Для тренировок также используется и полет самолета по параболе: самолет быстро пикирует, а затем выравнивается и летит вверх по параболе: на первой половине кривой он испытывает постоянное вертикальное торможение 1 g, а на второй происходит его свободное падение.  Пример с рисунком взят из официального источника.

 

Часто для запутывания читателей говорят, что почти весь отмеченный временной участок на параболе является временем состояния невесомости,

На самом деле точное соблюдение g=0 происходит только в коротком верхнем восходящем и и более длинном нисходящем участке. Поясню, почему.

Самолет не сможет набрать высоту, если ускорение не превысит G, следовательно, двигается вверх с большим ускорением. Как только ускорение станет равным нулю, наступит невесомость, которую можно поддержать короткое время, двигаясь без ускорения по инерции преодолевая сопротивление воздуха и переходя с подъема в горизонтальный полет, а затем в идеальном случае в отвесное падение. То есть набор высоты должен проходить при достаточно большом ускорении(набор высоты с большой скоростью), чтобы сбросив тягу двигателя можно было достаточное время находится в полете по инерции (и самолет и тела в нем в невесомости) при этом имея возможность управления. Отвесного падения можно добиться полным выключением двигателя, но кому это надо? Поэтому самолет начинает полого пикировать, так чтобы сохранить равенство сил сопротивления воздуха и силы притяжения земли. И в этот момент свободные тела ОТНОСИТЕЛЬНО самолета теряют ВЕС, но не относительно Земли, поскольку падают вместе с самолетом.

То же касается ощущения невесомости при проезде горбатых мостов(только в верхней и нисходящей части горба), и ощущения уменьшения веса при начале движения вниз скоростного лифта. Резкий уход опоры из-под ног объясняется действием сил инерции на незакрепленное на опоре тело.  Точно такой же эффект возникает при торможении, когда незакрепленный пассажир летит из конца вагона в начало. Меняются ощущения веса, но не пропадание физических сил, действующих на тело.

Еще одна очень интересная вещь ---разновидность веса, например, сила удара свободно падающего тела о препятствие, опору, динамометр, или снаряда о препятствие.

В принципе важна не сама сила, а импульс воздействия, то есть скорость в момент падения или удара тела определенной массы и длительность этого удара..

Тоже измеряемо и прогнозируемо.

Естественно, всему этому можно было бы возразить хотя бы следующим примером:

Кирпич, положенный на руку, лежащую на столе оказывает давление.  То есть мы ощущаем вес, распределенный по площади. Несколько кирпичей –вес в несколько раз больше. Противоречие с тем, что сказано выше  о невесомости . Но это кажущийся эффект, поскольку рука является аналогом пружинных весов и наши органы чувств ощущают именно движение за счет упругих свойств мышц.  Давление нескольких кирпичей уже вызывает деформацию мышц и боль. То есть измерение происходит во время движения, а ощущения - результат измерения. При этом мы ощущаем вес даже при неподвижном состоянии. А есть ли эта неподвижность самой опоры и полное равновесие, когда  по сосудам пульсирует кровь и мышцы сопротивляются давлению явно управляемые  нервными импульсами. О неподвижности говорить не стоит, а значит и о невесомости в данном случае.

То же касается сопромата, вроде как статики, а на самом деле статического подхода к динамике.  Заранее зная вес, рассчитываем возможные потенциальные простые движения элементов конструкции без учета каких либо других внешних воздействий, и нелинейного поведения материалов при изменениях скорости процессов.

Несколько примеров.

Вот вы на земле снаряд взвесили, заряд рассчитали, А как вы думаете, при том же снаряде и том же заряде полетит ли снаряд с такой же скоростью на луне? Однозначно полетит быстрее. Снаряд стал легче. Вот вам и ответ. Сила заряда определяет дальность и скорость полета тела,  вес которого мы знаем. А изменение свойств заряда можно особо не учитывать, его масса - пропорция по сравнению со снарядом гораздо меньше.

То же и с маховиком. Раскрутить один и тот же маховик на земле тяжелее чем на луне. и зависит еще от положения оси маховика к плоскости поверхности. Одно дело крутить параллельно(поднимать ничего не надо)
другое перпендикулярно. Меньший вес сдвинуть с места проще.
Кстати, с маховика тела улетают касательно плоскости вращения, а значит и сила во время вращения направлена в плоскости вращения перпендикулярно его оси

Вес не будет нулевым, ни мизерным, вы просто не знаете сколько он весит на земле. Надо взвешивать. А без этого можно только прикинуть. Вес это сила., сила, которая заставляет тело двигаться.!.или уже заставила, тогда без ускорения, но со скоростью.

В момент столкновения у него(метеорита) будет скорость и эту скорость можно погасить только ответной скоростью. Все упирается в продолжительность процесса и сопротивление тел удару, а сопротивление тоже сила. В результате действие(последействие) двух сил. Одна из которых может быть больше другой и тогда оба из тел могут или продолжить совместное движение по направлению большей силы (скорости), на месте остановиться, либо одно из тел разобъет (пробъет) другое, либо разлетятся в разные стороны да под углами..
А масса это не сила! Это эталон на земле для сравнения тел и определения их веса по отношению к эталону на земле! Так что любой летящий объект надо сначала взвесить, по отношению к массе(эталону) и по скорости(или ускорению) движения рассчитать силу. или без опыта просто прикинуть с вероятностью.

Вот и получается, что массу надо описывать дополнительными параметрами, к примеру плотностью вещества и размерами, вязкостью и многими другими параметрами---получите искомый броневой лист и пылинку.

А про снаряд тоже не совсем верно. Большая разница в поведении разных веществ в разных физических условиях. А эти условия в космосе можно только прикинуть грубо, очень грубо в полном их неведении.
И гравитация очень сильно влияет на поведение снаряда в полете даже на земле.Потому, что это сила и она действует постоянно, различна по отношению к поверхности земли, высоте полета, различна по отношению к материалу, различна по отношению к форме снаряда и к его собственному вращению(если вращается).
не все так просто. В баллистике известны множественные случаи "кувырка" вращающегося снаряда на падающей траектории, отклонения не учитываемые аналитически, к примеру. И сам воздух тут особой роли не играет.

Еще нюанс, чем меньше сила тяжести, тем проще раскрутить маховик, находясь в поле действия этой силы и имея  жесткую опору.  Без опоры,  если вы имеете малый вес и будете  раскручивать такой же по весу маховик.  вы оба будете крутиться в разные стороны.  Вот это и есть ваша инертная масса!  Два движения одновременно. Это будет пропорция в скорости движения.

 

 

А еще поговорим о третьем законе Ньютона  и его аналогией Правилом рычага Архимеда.

 

Поскольку взвешивание есть процесс, уже закончившийся и движения после взвешивания нет, следовательно  и подразумевается,   что сил действующих реально нет.   Нет ускорений, нет скорости.

Состояния покоя!

Поэтому запись   третьего закона Ньютона   не что иное, как констатация  свершившегося факта  взвешивания, о чем и говорит знак равенства.

 

F1=-F2  или     m1a1=-m2a2

 

Силы эти виртуальны и никакого движения не описывают! И означает эта запись, что сила действия равна силе противодействия, а собственно тела относительно друг друга не двигаются.  Лошадь относительно повозки не двигается, а тандем движется!!!!! Относительно земли и наблюдателя в состоянии покоя на земле.  Совсем другие силы  и сила лошади с нагрузкой больше силы трения!!!!  Только тогда лошадь двигается, когда ее сила больше силы трения и выполняется неравенство сил.

Вот она разница.

 

 

 

Точно так же описывается и правило Архимеда для рычагов.  А это и есть весы!  Разница только в направлении действия сил.

В первом случае сила тяжести скомпенсирована силой реакции опоры (на встречу друг к другу), во втором случае вес(сила) одного тела при помощи рычага уравновешено весом другого тела( силы направлены вниз). А дальше можно долго и нудно рассматривать пары сил ничего не делающих.

Движение начнется только если силы неравные.

А значит, и закон запишется как неравенство:

 

F1>F2  по абсолютной величине!

 

Следовательно, в процессе движения, массу (да и вес) при аналитическом подходе определить невозможно.  Можно только предположить или рассчитать после многочисленных наблюдений по характеру (динамике) движения.

 

Именно это и сделал Ньютон, проанализировав собственные и чужие опыты, многочисленные астрономические наблюдения!

 

 

Таким образом,  масса –эталон, предмет,  мера, без которой невозможно сравнительно точно оценить  вес и только вес других предметов применительно к земным условиям.

 

Аналогично и с деньгами!

 

Вот только эталонов  денег стало много! Достаточно взглянуть на валютный справочник.

И такого разнообразия следует непременно ожидать  с понятием массы, как только начнем задумываться о физико-химических свойствах веществ,  из которых изготовляются гири!

 

Так что же нам делать с этой массой  и с тем хаосом, который творится при ее толкованиях?  Да послать подальше  словоблудие и заниматься делом!

Систематизировать наши знания! И не высасывать определения из пальца. А это означает, что надо все взвешивать вплоть до самих определений.

 

 

PS

Масса--массой и останется, только масса будет дифференциальной. Каждому свое(веществу в смысле) и никуда от электромагнитных свойств массы не деться (левитация-пример). А посему гравитация только результат этих свойств.
(мощность потока эм излучения). И точнее надо измерения проводить(ускорения свободного падения) по месту! Да не с болваном, а конкретными телами.

 

тело на опоре веса не имеет, Попробуйте ка на глазик вес каменюки без весов определить, я над вами посмеюсь....F=mg   Одна только эта запись в виде формулы  говорит о принципе, заложенном еще Ньютоном. А впервые это сделал Галилей. Для движения необходима сила, а значит, чтоб иметь вес, тело должно двигаться по направлению действия этой силы.

“Cила проявляется только в действии, и по прошествии действия в теле не остается"   Галилей.

и эта сила не будет тем весом, который проявляется  только количеством вещества в состоянии покоя на весах.

а вес на весах---это фикция, конечное состояния процесса падения, или укладывания без рассмотрения самого процесса воздействия падающего и тормозящего тела на весы.!!!!  хорошо в быту, но плохо для физики.

при ударе тела о весы с полного маху весы покажут совсем не то, что в спокойном состоянии!!!!!

1. Галилей Галилео. Избранные труды в 2 томах. “Наука”. Москва. 1964 г.
2. Ньютон Исаак. “Математические начала натуральной философии”. Перевод академика А.Н.Крылова. “Известия” Николаевской Морской Академии. Выпуск  IV, V. Петроград. 1915 – 1916 гг. Книги I,II,III. 620 стр.

Фатьянов А.В.     Спб.   10.05.2011 коррекция 6.07.2011, 2.08.2011, 21.03.2012