Ciężar ciała –
siła wzajemnego oddziaływania
grawitacyjnego między danym ciałem a
ciałem niebieskim w pobliżu tego ciała niebieskiego.
Jednostką ciężaru w
układzie SI jest
niuton, jednak odpowiednie przepisy nadal zezwalają na używanie
jednostek spoza układu SI - w Polsce stosuje się jeszcze np.
kilogram-siłę – kG.
Ciężar, jako siła, jest wielkością
wektorową – wektor ciężaru skierowany jest w każdym miejscu do środka ciężkości układu planeta-ciało, co w praktyce oznacza środek ciężkości planety.
Jeżeli
masa sferycznie symetrycznej
planety o promieniu
r wynosi
M, a masa danego ciała
m, to wartość ciężaru ciała na powierzchni planety dana jest wzorem:
- \[F=G\frac{M\cdot m}{r^2} \]
gdzie
G jest
stałą grawitacji.
Zwykle wielkość:
- \[G\frac{M}{r^2} \]
oznacza się przez
g i nazywa
przyspieszeniem grawitacyjnym na powierzchni planety, co prowadzi do prostego wzoru łączącego masę ciała z jego ciężarem:
- F = m · g.
Oznacza to, że przy ustalonym
g ciężar jest
proporcjonalny do
masy ciała.
Dla
Ziemi g ≈ 9,81 m/s
2. W przypadku
Księżyca:
gK ≈ 1,62 m/s
2, co oznacza, że ciężar każdego ciała jest tam około sześciokrotnie mniejszy niż na Ziemi.
W potocznym myśleniu nie rozróżnia się
masy i
ciężaru, stosując te dwa pojęcia wymiennie (często używa się wtedy też słowa
waga).