Verschil tussen massa, gewicht & zwaartekracht

Esmee stelde deze vraag op 08 april 2021 om 17:03.

 Hoi,

Ik heb een vraag over het verschil tussen massa, gewicht & zwaartekracht. Want mijn leraar is niet zo duidelijk. Dus mijn vraag is of iemand me duidelijk kan uitleggen wat het verschil is tussen massa, gewicht & zwaartekracht

Groetjes Esmee

Reacties

Theo de Klerk op 08 april 2021 om 17:33
Zwaartekracht is een kracht tussen massa's. Newton vond daarvoor een wet: F = GMm/r2 die aangeeft hoe twee massa's M en m elkaar aantrekken op een afstand r. Krachten druk je uit in eenheden newton.

Massa is een voorwerp-eigenschap en kan losjes gezien worden als het totaal aantal moleculen waaruit iets bestaat. De meeteenheid is de kilogram. Massa van een voorwerp verandert niet: jouw massa is op aarde even groot als op de Maan of Mars.

Gewicht is de kracht waarmee een massa duwt op zijn steunvlak. Jouw massa wordt door de aarde aangetrokken (Aarde is een veel grotere massa) en die kracht heet zwaartekracht. Als je stilstaat dan zal dat gewicht gelijk zijn aan de zwaartekracht. 
Daarmee weeg je op aarde dus iets anders dan op de Maan of Mars. Die planeten hebben minder massa en trekken dus ook minder aan je. Jouw massa is niet veranderd: die is op aarde, de Maan en Mars gelijk. Je gewicht niet.  Gewicht is een kracht en druk je uit in eenheden newton.

Gewicht is niet altijd gelijk aan de zwaartekracht: als je in een lift staat die versneld naar beneden beweegt dan valt de vloer onder je weg. De aardse zwaartekracht trekt je naar beneden en waarschijnlijk sneller dan de vloer wegvalt. Je blijft dus op de vloer staan. Maar je weegt nu minder. In het extreme geval dat de vloer net zo snel wegvalt als de aarde aan je trekt, dan weeg je niks.

Zie ook https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/33582
e
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/57891
Jan van de Velde op 08 april 2021 om 18:05
dag Esmee,

Massa van een voorwerp, laten we een grote knuffelbeer beschouwen, is gewoon de hoeveelheid stof (materie) in die beer.
dat meet je in kilogrammen, laten we zeggen de knuffelbeer heeft een massa van 5 kg. 
Waar de beer ook is, hoe die ook beweegt, zijn massa is en blijft hetzelfde (dan laten we de speciale relativiteit van Einstein even buiten beschouwing) 

Zwaartekracht (de naam zegt het al) is een kracht, in dit geval de kracht waarmee twee massa's elkaar aantrekken. Die hangt af van de beide massa's, en de afstand ertussen.
Kracht meet je in newtons. De aarde heeft een heel grote massa, en daardoor ondervindt onze beer op het aardoppervlak een zwaartekracht van ongeveer 5 x 10 = 50 N.

Sturen we onze beer naar de maan: 
  • Onderweg naar de maan komt Astrobeer op ongeveer 36000 km hoogte langs een baan waarin veel communicatiesatellieten rondcirkelen. Dat is veel verder van de aarde, de zwaartekracht tussen Astrobeer en aarde is daar maar ongeveer 5 x 0,3 = 1,5 N. Véél minder dus.
  • Eenmaal op de maan geland: de maan heeft een kleinere massa, de zwaartekracht tussen Astrobeer en maan zal dan ook een stuk kleiner zijn, ongeveer 5 x 1,6 = 8 N. 

De massa van onze brave Astrobeer was en blijft 5 kg. 

en dan nog het gewicht: Het gewicht is eigenlijk de kracht waarmee een oppervlak tegen je drukt.
Zetten we Astrobeer op aarde op een weegschaal, dan moet die weegschaal de zwaartekracht tegenwerken. De weegschaal moet dus met 5 x 10 = 50 N naar boven duwen. Dat noemen we dan zijn gewicht, in dit geval even groot als de zwaartekracht. 
Maar er komt nog iets bij: behalve Astrobeer op zijn plaats houden kunnen we beer bijvoorbeeld ook met weegschaal en al in een lift zetten:
  • als de lift omhoog wil moet hij versnellen, en daarvoor moet de lift onze Astrobeer op gang duwen, via die weegschaal. De kracht die nodig is om Astrobeer op gang te duwen komt er dan bij: voor een versnelling van bijvoorbeeld 2 m/s² is er F= m x a = 5 x 2 = 10 N nodig. Tijdens het "optrekken" van de lift geeft de weegschaal dan eventjes een gewicht van 50 + 10 = 60 N . (en dan LIJKT Astrobeer dus even een massa van 6 kg te hebben, maar dat is niet waar, de hoeveelheid materie in Astrobeer verandert niet)
  • Gaat de lift met constante snelheid verder omhoog, dan is dat gewicht weer gewoon 50 N .
  • Vlak voor de bestemming remt de lift af met bijvoorbeeld -2m/s² en dan gaat er dus eventjes 10 N van dat gewicht af, blijft er 40 N over. 

Brengen we Astrobeer naar het International Space Station, dan gaat hij daar rondjes rond de aarde draaien. 
Zijn massa zal nog steeds 5 kg zijn en blijven.
De zwaartekracht op Astrobeer is vanwege de 400 km hoogte wat kleiner, nog ongeveer 5 x 9 = 45 N .
Maar, zetten we Astrobeer in het ISS op een weegschaal dan meten we een gewicht van 0 N ?? Gewichtloos!!! 
Dat komt omdat Astrobeer met ruimtestation en al steeds naar beneden valt, precies even hard als de aarde eraan trekt. Ook als Astrobeer in de lift zou staan, en die zou ineens vrij naar beneden gaan vallen, dan zou de lift even snel vallen als Astrobeer en zou de weegschaal ook 0 N aangeven. 

Verschillen wat duidelijker? 

groet, Jan

Esmee op 09 april 2021 om 08:47
Ja! Dankuwel! Ik snap het nu oprecht gewoon!
Maar met die zwaartekracht zegt u 10 maar in het echt is dat toch 9,81 m/s²?
Jan van de Velde op 09 april 2021 om 10:16

Esmee

 in het echt is dat toch 9,81 m/s²?

 ja, maar dat is ook maar ongeveer, en voor Nederland/België. Op de polen is dat ongeveer 9,83, op de evenaar ongeveer 9,78 m/s². En meestal komt het niet op 2% meer of minder. Rekenen met de afgeronde 10 m/s² maakt het ook een stuk inzichtelijker. 

groet, Jan

Theo de Klerk op 09 april 2021 om 10:30

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)