质量、重量与重力

同一个人在月球上为什么会变轻，却没有失去质量？

区分物体所含物质的多少，以及重力对物体施加的力。

载荷没有改变；脚下的世界改变了我们称为重量的那股力。

完成本课后，你将能够

混淆质量和重量，会导致错误理解航天器、行星数据和遥测信息。

质量描述物体包含多少物质，也描述它抵抗运动变化的程度，单位是公斤。

重量是重力作用于质量后产生的力，力的单位是牛顿。因此，公斤并不是重量的另一个名字。

在天体表面附近，重量可写成 W = m × g。一个 72 kg 的人在地球上承受约 72 × 9.81 = 706 N 的重量。

到了月球，同一个 72 kg 的质量只承受约 72 × 1.62 = 117 N。人没有少掉任何物质，只是月球表面重力较弱。

轨道上的航天员依然受到地球重力。只是航天器和身体一起下落，地板不再像地面上那样向上支撑他们。

体重秤测量的正是这种支撑力。持续自由落体时，读数可以接近零，但重力仍在引导航天器沿轨道运动。

发射团队需要飞行器质量，才能预测一股力会如何改变运动；也需要重量，才能知道在行星附近必须先克服多少向下的力。

推进剂离开飞行器后，质量会下降。在同一地点，重量也随之下降，遥测中的推力余量和加速度都会改变。

互动概念实验

设定物体质量，让它登陆四个世界，观察质量保持不变，而当地重力如何改变重量。

物体质量72 kg

选择当地重力地球我们熟悉的重量感觉所使用的基准。月球表面重力约为地球的六分之一。火星同一质量在这里的重量不到地球上的一半。木星云顶可见云层附近的参考重力；木星并没有可站立的固体表面。

当前环境

我们熟悉的重量感觉所使用的基准。

W = 72 kg × 9.807 m/s² = 706 N

任务交接

选择最符合证据的结论质量 72 kg；重量约 117 N质量 12 kg；重量约 117 N质量 72 kg；重量约 706 N

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