質量與重量
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由於地球上絕大多數的「質量」都有「重量」,也因為此兩量之間通常都呈近正比關係,在自然科學外此二概念經常被混淆,以「重量」一詞統稱。[1]然而在物理學中,質量和重量這兩個概念是有區別的。質量是描述物體慣性的性質——也就是一物體在不受外力時,保持勻速運動的力量。反過來,重量是帶一定質量的物體在引力場中所受的力。[2]
看圖,女孩的全部重量(引力)都由鞦韆的座位所支撐。如果有人站在鞦韆運動軌跡的最低點處,並突然使鞦韆停止運動,那麼這個人所受到的撞擊則是由女孩運動的慣性作用[需要解釋]造成的。
物質的重量是物體所受引力強度的函數(即重量隨引力強度變化而變化),而質量則恆定不變(假設物體相對於觀測者並不是以相對論速度運動)。[3]相應地,對於在微重力環境下進行太空行走的太空人來說,他不費吹灰之力就可以「抱起」他面前的通信衛星——衛星已經「失重」了。然而,由於在微重力環境下,衛星仍然保持它固有的質量和慣性,把一個重10噸的衛星從靜止加速到一定的速度,與加速一個重1噸的衛星相比,前者所需的力是後者的10倍。
在地球上,大多數物體的運動都受到重量的影響,但鞦韆的模型可以在基本排除重量的影響之下演示力、質量與加速度的關係。如果一個人站在一個成年人所坐的鞦韆後面,用力地推動鞦韆,成年人所受的加速度相對較低,而且鞦韆的擺動幅度相對也較小。如果將同樣的力施加在一個小女孩所坐的鞦韆之上,這個行為所產生的加速度相比之下就大了許多。