Vægten af et objekt (eller vægten af en stofmængde) er et mål for intensiteten af den kraft, som det lokale tyngdefelt påfører dette objekt. Vægt bør ikke forveksles med det beslægtede, men helt anderledes begreb masse. For små genstande på Jorden er vægtkraften rettet mod planetens centrum. For større objekter, som f.eks. månen, der kredser om Jorden, er kraften rettet mod det kombinerede systems massecenter.

I daglig tale forstås vægten af noget typisk som den værdi, der måles ved eller nær jordens overflade. Desværre er de almindelige udtryk, der bruges til at beskrive vægten af en genstand, masseenheder som f.eks. kilogram eller pund. I næsten hele menneskehedens historie er vægten blevet målt på jordens overflade. Her er vægten proportional med massen. Genstande, der har samme masse, har samme vægt. En genstand med dobbelt så stor masse som en anden genstand vil også have dobbelt så stor vægt. Som følge heraf er det almindelig praksis at bruge de to ord, masse og vægt, som om de betyder det samme, og at bruge kilogram og pund som enheder for både masse og vægt. Brugen af de samme udtryk til at beskrive og måle de to forskellige egenskaber har ført til forvirring mellem disse to egenskaber, masse og vægt. Masse og vægt er ikke den samme ting.

Definition og formel

Vægten (ofte kaldet vægtkraften) er en kraft og dermed en vektorstørrelse. For et objekt med masse m i et tyngdefelt med accelerationen g gives størrelsen af vægten ved den simple relation W = m · g, hvor W måles i newton (N) i SI-systemet. Standardværdien for tyngdeaccelerationen ved Jordens overflade er g0 = 9,80665 m/s², men g varierer lidt med højde, geografisk bredde og lokal massefordeling.

Måling af vægt

Der er to grundlæggende måder at måle på, som ofte blandes sammen i daglig tale:

  • Balanser (vægtlodsbalance): Måler masse ved at sammenligne to masser. Da begge sider påvirkes af tyngdekraften på samme måde, afhænger aflæsningen ikke af den lokale værdi af g — derfor måler en nøjagtig balance faktisk massen uafhængigt af hvor på Jorden man befinder sig.
  • Fjedervægte og kraftmålere (fx badevægte, lastceller): Måler den kraft (normalkraft eller træk) som en fjeder eller sensor udsættes for. Resultatet er proportionalt med vægten W = m·g og afhænger af lokal g. Mange fjedervægte er dog kalibrerede til at vise "kg", altså masseværdien under antagelsen af en standard g.

Moderne industrielle målesystemer bruger ofte elektriske load-celler, der måler kraften direkte og giver et output i newton. Når vi i hverdagen taler om vægt i kilogram, er det normalt en masseangivelse, der er afledt af en kraftmåling.

Masse vs. vægt — forskellen

  • Masse er en indre egenskab ved et legeme, et mål for dets stofmængde og inertimodstand over for acceleration. Masse måles i kilogram (kg) i SI.
  • Vægt er den ydre kraft, tyngdefeltet udøver på legemet. Vægten måles i newton (N). I daglig tale bruger man dog ofte kilogram eller pund om vægt, hvilket er en praksis, der kan skabe forvirring.

Eksempel: Et menneske med massen 70 kg har på Jorden en vægt på cirka 70 · 9,81 ≈ 687 N. Når en badevægt viser "70 kg", er den implicit ved at antage standard g og viser altså nominal masse.

Apparent vægt og vægtløshed

Det, en vægt (fjedervægt) viser, er ikke altid den rene tyngdekraft — den viser den normalkraft som overfladen eller fjederen udøver på kroppen. Hvis et system er i acceleration, ændres denne normalkraft, og man oplever en tilsyneladende vægt (apparent vægt):

  • Stiger elevatoren med acceleration a opad, er apparente vægt = m(g + a).
  • Falder elevatoren frit (a = −g), bliver apparente vægt = 0; dette kaldes vægtløshed.

Vægtløshed i kredsløb (f.eks. astronauter i rumfartøjer) skyldes, at både rumfartøjet og personerne er i frit fald omkring Jorden; tyngdekraften virker stadig, men der opstår ingen kontaktkraft fra loft/gulv, så den målte apparente vægt er nul.

Variation af vægt

Vægten varierer med:

  • Geografisk placering: Tyngdeaccelerationen er lidt mindre ved ækvator pga. jordens rotation og form, og lidt større ved polerne.
  • Højde: g falder med større afstand fra Jordens centrum, så vægten bliver mindre i højder (bjerge, lav jordbane osv.).
  • På andre himmellegemer: Et objekt med masse 1 kg vejer fx omkring 1,62 N på Månen (g ≈ 1,62 m/s²), men 3,71 N på Mars (g ≈ 3,71 m/s²).

Andre relevante størrelser

  • Specifik vægt: vægten pr. volumenenhed, ofte betegnet γ = ρ·g, hvor ρ er massetætheden. Dette bruges i byggeteknik og væskemekanikk.
  • Tyngdekraftens retning for udstrakte legemer: For store eller ikke-uniforme legemer kan tyngdekraftens totale kraft regnes som virkende i systemets massecenter, selvom gravitationskraften lokalt virker på alle dele af legemet.

Praktiske bemærkninger

  • I daglig tale og handel bruges ofte kilogram og pund som "vægt" — vær opmærksom på forskellen, især ved præcise målinger eller når man bevæger sig til andre himmellegemer eller i laboratorier med ændret tyngdefelt.
  • Ved ingeniørberegninger og fysik skal man holde sig til SI-enheder og angive kræfter i newton, ikke i kilogram, for at undgå fejltolkninger.

Kort sagt: Masse er hvor meget stof et objekt indeholder; vægt er den kraft, et tyngdefelt udøver på den masse. De to størrelser er relaterede gennem g, men de er ikke identiske.