Establishing the relationship between gravity force (measured as body weightbody weightbody weight) and mass of the body.
Hypothesis
The weight of the body depends on the force with which the Earth (planetplanetplanet) attracts the body and on the mass of the body.
You will need
a) eight weights of 50 g each with hooks for hanging, b) a force meter with an operating range up to 5 N, c) tripod, d) a piece of paper and a pen, e) measurement table.
No.
m [g]
m [kg]
Q [N]
1
2
3
4
5
2
3
4
5
6
7
8
Instruction
Attach the force meter to the tripod.
Hang one weight on the force meter, read the indication on scales of the force meter and write the result in the measurement table (force in the fourth column, mass in column 2).
Add another weight, read the indication on the scales and write the result. Repeat the third step until all of the weights are hanging on the force meter.
Calculate the mass of weights in kilograms, write the results in the third column.
Calculate the quotients, obtained by dividing the value of gravity force and the mass of the weights in kilograms. Round the results to an integer and write them in column 5.
Summary
After rounding the results to an integer, in the fifth column of the table in all rows you received the number of , we mark it with the symbol g.
It means that the weight of the body is directly proportional to its mass. In other words; if the body massbody massbody mass doubles then the body weightbody weightbody weight also doubles.
The number (remember that is an approximate value) is the quantity characterizing the gravitational interaction of the Earth with the bodies located near its surface. It is called the acceleration of the gravity on the surface of Earth (acceleration due to the gravity) and letter g is its symbol. Thus, the formula for gravity can be written in the more general form:
And vice versa, knowing the weight of the body Q, we can calculate the mass of the body:
The body weight unit is newton [N], mass - kilogram [kg], whereas gravitational acceleration [], therefore:
The weight of the body is different on different planets and it depends on the gravity force on their surfaces.
Why the weight of the same man measured using the spring scale on the Earth, the Mars and the Moon are different?
RKZH48ls69IdM1
Ilustracja przedstawia trzy przypadki. W każdym z nich chłopiec stoi na wadze znajdującej się na innej planecie. Rysunek z lewej strony podpisany Earth, waga pokazuje 50 kg. Rysunek środkowy podpisany Mars, waga pokazuje 18,8 kg. Rysunek z prawej strony podpisany Moon, waga pokazuje 8,25 kg.
The spring scalesspring scalesspring scales never directly measure the mass of bodies.
The spring scale measures the pressure force exerted on its weighing pan. This force is called the weight of the body.
The gravity force is the force with which the Earth (or another planet) attracts every body of any mass. Its sense is downward to the centre of the planetplanetplanet. In relation to the body placed on the surface of the planet, the value of this force depends either on the mass of the planet or on the body massbody massbody mass as well as on the size of the planet (its radius).
The indications obtained on the same scales in the case of the same man were different on different planets, because the value of the gravity force is different. The body of the same mass transferred to Mars is attracted with less force by this planet than by the Earth and with an even weaker force by the Moon, if the body is transferred to the surface of the Moon.
Click on the tag and you will get the information.
R1BBLTHFYATMs
Ilustracja interaktywna przedstawia Ziemię i Księżyc. Pod rysunkiem Ziemi napis Earth oraz g równa się 9,81 metra na sekundę do kwadratu. Pod rysunkiem Księżyca napis Moon oraz g równa się 1,6 metra na sekundę do kwadratu. Pomiędzy rysunkami Ziemi i Księżyca napis the same mass, od którego narysowane są dwie strzałki. Każda z nich wskazuje prostokąt, na Ziemi oznaczony numerem 1, na Księżycu oznaczony numerem 3. Od prostokąta na Ziemi narysowana jest strzałka skierowana w dół, oznaczona numerem 2 i podpisana 100 N. Od prostokąta na Księżycu narysowana jest strzałka skierowana w dół, oznaczona numerem 4 i podpisana 16 N. Pomiędzy Ziemią a Księżycem znajduje się napis different weight. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. The mass of the body on the Earth 10 kg. {audio}, 2. The weight of the body on the Earth 100 N. {audio}, 3. The mass of the body on the Moon 10 kg. {audio}, 4. The weight of the body on the Moon 16 N. {audio}.
Ilustracja interaktywna przedstawia Ziemię i Księżyc. Pod rysunkiem Ziemi napis Earth oraz g równa się 9,81 metra na sekundę do kwadratu. Pod rysunkiem Księżyca napis Moon oraz g równa się 1,6 metra na sekundę do kwadratu. Pomiędzy rysunkami Ziemi i Księżyca napis the same mass, od którego narysowane są dwie strzałki. Każda z nich wskazuje prostokąt, na Ziemi oznaczony numerem 1, na Księżycu oznaczony numerem 3. Od prostokąta na Ziemi narysowana jest strzałka skierowana w dół, oznaczona numerem 2 i podpisana 100 N. Od prostokąta na Księżycu narysowana jest strzałka skierowana w dół, oznaczona numerem 4 i podpisana 16 N. Pomiędzy Ziemią a Księżycem znajduje się napis different weight. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. The mass of the body on the Earth 10 kg. {audio}, 2. The weight of the body on the Earth 100 N. {audio}, 3. The mass of the body on the Moon 10 kg. {audio}, 4. The weight of the body on the Moon 16 N. {audio}.
The body mass is always the same, but the weight of the body can change
During the lesson, we have learned about the relationship between body massbody massbody mass and gravity force. The formula for gravity can be written in more general form:
Spring scalesspring scalesSpring scales never measure the weight of body directly.
Spring scales measure the pressure forcepressure forcepressure force exerted on its weighing pan. This force is called the weight of the body. Correct weighing (mass determination by measuring the pressure force) requires motionless weighted body (to say it more precisely, only the movement that does not change the pressure on the pan surface is allowed).
The gravity force is the force with which the Earth (or another planet) attracts every body of any mass. The magnitude of this force exerted on the body placed on the surface of the planetplanetplanet, depends either on the mass of the planet or the body massbody massbody mass, as well as on the size of the planet (the radius of the planet).
The indications obtained on the same scales in the case of the same man were different on different planets, because the gravity force is different.
Exercises
RWeXfq2WnE8BH
Exercise 3
Wersja alternatywna ćwiczenia: The correct measurement of human weight can be carried out when: Możliwe odpowiedzi: 1. a man is jumping on a weighing pan, 2. a man is standing motionlessly on the scales , 3. while weighing, a man is moving his hands in the horizontal direction, 4. while weighing, a man is moving his hands up and down, 5. the scales are leveled, 6. the scales are not leveled
Wersja alternatywna ćwiczenia: The correct measurement of human weight can be carried out when: Możliwe odpowiedzi: 1. a man is jumping on a weighing pan, 2. a man is standing motionlessly on the scales , 3. while weighing, a man is moving his hands in the horizontal direction, 4. while weighing, a man is moving his hands up and down, 5. the scales are leveled, 6. the scales are not leveled
The correct measurement of human weight can be carried out when:
a man is jumping on a weighing pan
a man is standing motionlessly on the scales
while weighing, a man is moving his hands in the horizontal direction
while weighing, a man is moving his hands up and down
the scales are leveled
the scales are not leveled
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 4
Calculate the mass of the body hung on the dynamometer, which indicates the value of 75 N. The measurement is carried out on the surface of the Earth.
Exercise 5
Specify in English what conditions must be met to have a correct result of weight measurements.
R1M306A6sRXIG
Exercise 6
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. ciężar ciała - body weight, 2. przyspieszenie grawitacyjne - gravity acceleration , 3. skalar - scalar, 4. waga sprężynowa - pressure force, 5. siła nacisku - spring scales
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. ciężar ciała - body weight, 2. przyspieszenie grawitacyjne - gravity acceleration , 3. skalar - scalar, 4. waga sprężynowa - pressure force, 5. siła nacisku - spring scales
Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly.
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Match Polish terms with their English equivalents.
masa ciała
scalar
body weight
body mass
skalar
ciężar ciała
przyspieszenie grawitacyjne
gravity acceleration
spring scales
waga sprężynowa
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
