Waga na Saturnie: podstawy fizyki
Wyobraźmy sobie przejście na Saturna na chwilę z naszym przyjacielem i dwiema wagami: nowoczesną wagą łazienkową i bardziej tradycyjną wagą dwuramienną. Jeśli oboje dostaniemy się na to drugie, każdy na innym talerzu, skala wisi po stronie mocniejszej, tak jak na Ziemi.Podobno więc nic się nie zmieniło. Bardzo różni się od tej na Ziemi.Dlaczego ?
Ciężar ciała to wartość siły grawitacji wywieranej na jego masę.
Masa zależy tylko od jakości i ilości materii, z której zbudowane jest badane ciało.
Masa jest więc identyczna gdziekolwiek jesteśmy i dlatego obiekt cięższy od innego na Ziemi jest taki sam na Saturnie. Z drugiej strony waga - podlegająca działaniu siły grawitacji - jest „jednostką zmienną:
Waga (N) = masa (Kg) grawitacyjnie (m / s2)
To, co powszechnie nazywamy „ciężarem”, jest więc siłą (grawitacji), z jaką przyciąga nas do siebie Ziemia.
Ale czym jest grawitacja?Jest to zjawisko, w którym ciała przyciągają się z siłą proporcjonalną do ich masy i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu dzielącej je odległości:
Siła grawitacji = G (stała Newtona) x masa pierwszego ciała x masa drugiej
_______________________________
(Odległość między dwoma ciałami) 2
Ponieważ Ziemia jest lekko spłaszczona na biegunach, odległość między punktem na powierzchni Ziemi a środkiem Ziemi jest różna w zależności od tego, czy jesteś na równiku (gdzie jest większy), czy na biegunach (gdzie jest mniejszy z tego powodu (należy wziąć pod uwagę efekt obrotu Ziemi) ważymy więcej na biegunach niż na równiku.
Na Ziemi siła grawitacji wynosi około 9,81 m/s2 (1 g), natomiast na Saturnie, który ma masę nieco większą od masy Ziemi, siła grawitacji wynosi (1,065 g). Nasza waga na Saturnie jest więc 1,065 razy mniejsza niż na Ziemi.
UWAGA: umownie wyrażamy wagę w kg zamiast w Newtonach (N), ponieważ w rzeczywistości tłumaczymy tę siłę na inną jednostkę miary, „Wagę Kilogram” (kgp lub po prostu kg), co odpowiada około 9,81 N (1g). Dlatego na Ziemi człowiek o masie 70 kg waży (70 * 9,81) 686,5 N lub 70 kgp (686,5 / 9,81). Jednak na Saturnie ten sam człowiek ważący 70 kg waży (70*10,45) 731,5 N lub 74,57 kgp (731,5/9,81).
