Gewicht

Het gewicht van een voorwerp is de kracht die dat voorwerp op zijn ondergrond uitoefent. In geval van rust of beweging met een constante snelheid is het gewicht gelijk aan de zwaartekracht. Bij een vrije val is er geen gewicht. Als het voorwerp een versnelling omhoog heeft (bijvoorbeeld in een lift die in beweging komt), is het gewicht groter dan de zwaartekracht (in de lift zou je jezelf dan zwaar voelen).

Staande op de grond of zittend op een stoel word je door de zwaartekracht van de aarde aangetrokken, terwijl de ondergrond een tegenwerkende normaalkracht veroorzaakt waardoor je niet "valt". Deze combinatie van krachten geeft het gevoel van gewicht. Je gewicht is de kracht die jij op de ondergrond uitoefent. Volgens de derde wet van Newton is dat gelijk aan de normaalkracht.

In het dagelijks taalgebruik worden de begrippen gewicht en massa door elkaar gebruikt, maar dat is eigenlijk incorrect. Het gewicht is het gevolg van de combinatie van massa, zwaartekracht en de aanwezigheid van een ondergrond die dingen tegenhoudt. Gewicht wordt uitgedrukt in Newton, de eenheid van kracht, terwijl massa wordt uitgedrukt in kilogram. Een weegschaal geeft eigenlijk niet de massa aan, maar het gewicht (de kracht die de persoon erop uitoefent), uitgedrukt als de hoeveelheid massa die in stilstand op aarde dat gewicht heeft.

Stilstand of constante beweging

Om stil te staan of met continue snelheid in een rechte lijn te bewegen, moet je in totaal geen kracht ondervinden. Dat betekent dat de zwaartekracht geheel opgeheven moet worden door de normaalkracht. In die situatie is het gewicht dus gelijk aan de zwaartekracht. Het verband tussen gewicht en massa is dan:

F_G = m \cdot g

met $F_G$ het gewicht in Newton, m de massa in kilogram en g de valversnelling of het zwaartekrachtsveld in m/s² (op aarde ongeveer 9,81).

Vrije val

Een vrije val wordt gekenmerkt door het feit dat niets de val belemmert, met andere woorden dat de ondergrond geen kracht uitoefent. Er is dus geen gewicht:

F_G = 0

In deze situatie van gewichtloosheid is er dus ook geen contact nodig tussen voorwerpen en de ondergrond: er hoeft immers geen onderlinge kracht uitgeoefend te worden. Voorwerpen (en personen) gaan dus zweven.

Verticale versnelling

Wat in vrije val is, heeft een versnelling a (naar onder gericht) gelijk aan de valversnelling g. Het is een speciaal geval van de algemene regel voor het gewicht van verticaal versnelde voorwerpen:

F_G = m \cdot (g - a)

In vrije val komt hier inderdaad uit dat er geen gewicht is. Maar ben je in opwaartse richting versneld (a < 0), dan is je gewicht groter dan in rust. Iemand van 100 kg heeft in rust een gewicht van 981 N. Staat diezelfde persoon in een lift die met 2 m/s² omhoog versneld wordt, dan is het gewicht 100 × (9,81 + 2) = 1181 N. Is de lift 2 m/s² naar beneden versneld, dan heeft die persoon een gewicht van 781 N. NB: De massa van de persoon blijft dus hetzelfde, namelijk 100 kg!!

Zie ook:

Natuurkunde

Gourt Home::Gourt :: Gewicht

Stilstand of constante beweging

Vrije val

Verticale versnelling