Súly (fizika) — definíció, mérés és különbség a tömegtől

Súly (fizika): világos definíció, mérési módszerek és a tömegtől való különbség gyakorlati magyarázata — hogyan mérjük és értelmezzük a súlyt pontosan.

Szerző: Leandro Alegsa

25-12-2025 22:21

Egy tárgy súlya (vagy egy anyagmennyiség súlya) a helyi gravitációs mező által a tárgyra kifejtett erő intenzitásának a mértéke. A súly nem tévesztendő össze a tömeg rokon, de attól teljesen eltérő fogalmával. A Földön lévő kis tárgyak esetében a súlyerő a bolygó középpontja felé irányul. Nagyobb objektumok, például a Föld körül keringő Hold esetében az erő a kombinált rendszer tömegközéppontja felé irányul.

A köznyelvben valaminek a súlya alatt általában a Föld felszínén vagy annak közelében mért értéket értik. Sajnos a tárgy súlyának leírására használt általános kifejezések olyan tömegegységek, mint a kilogramm vagy a font. Az emberiség történelme során szinte végig a súlyt a Föld felszínén mérték. Itt a súly arányos a tömeggel. Az azonos tömegű tárgyaknak azonos a súlyuk. Egy olyan tárgynak, amelynek kétszer akkora a tömege, mint egy másiknak, kétszer akkora a súlya is. Ennek következtében a két szót, a tömeget és a súlyt úgy használják, mintha ugyanazt jelentenék, és a kilogrammot és a fontot használják a tömeg és a súly egységeként. Az azonos kifejezések használata a két különböző tulajdonság leírására és mérésére a két tulajdonság, a tömeg és a tömeg közötti zavarhoz vezetett. A tömeg és a súly nem ugyanaz a dolog.

Definíció és matematikai kapcsolat

A fizika pontos meghatározása szerint a súly egy erő, ezért vektormennyiség: nagysága és iránya van. Egy test súlya W (vagy Fg) a legegyszerűbb esetben:

W = m · g

ahol m a test tömege, g pedig a helyi gravitációs gyorsulás vektora (általában a Föld felszínén |g| ≈ 9,81 m/s²). Fontos megjegyezni, hogy a súly így newtonban (N) mérendő — ez az SI egysége az erőnek. A köznyelvben azonban gyakran kilogrammban vagy fontban adják meg az értéket, ami helytelenül a tömeget jelöli.

Mérés: hogyan mérjük a súlyt és miben különbözik a tömeg mérése

Két gyakori módszer a tárgy "súlyának" megállapítására:

Rugós erőmérő (dinamométer, spring scale): közvetlenül az erőt méri, tehát newtonban mér. A gyakorlatban azonban sok készülék a mért erőt a helyi g értékkel osztva tömegként (kg) jelzi.
Mérleg (mérlegszáras, egyensúly): két tömeget hasonlít össze. Egy klasszikus mérleg a tömeget hasonlítja össze egy ismert tömeggel, ezért független a helyi g változásaitól — egyensúlyi módszerrel a mérleg igazából a tömeget adja meg, nem a gravitációs erőt.

Gyakorlati példa: a fürdőszobai mérleg a testen ható normálerőt (amely egyensúlyozza a gravitációt és egyéb gyorsulásokat) méri, és azt tömegként jeleníti meg az elfogadott helyi g feltételezésével. Mozgó rendszerekben (pl. lift gyorsulása) a mérleg által mutatott érték eltérhet a valódi nyugalmi súlytól.

Súly és tömeg közötti különbség (összefoglalás)

Tömeg (m): a test anyagának mennyisége és tehetetlenségének mértéke; skaláris mennyiség; SI-egysége a kilogramm (kg). Nem változik a helyzettől vagy a gravitációtól.
Súly (W): a gravitáció hatására fellépő erő, amely a testre hat; vektormennyiség; SI-egysége a newton (N). Változik a helyi gravitációs gyorsulás, a gyorsuló mozgás és a felhajtóerő jelenléte miatt.

A súly változékonysága — mikor és miért változik

A súly nem állandó univerzális érték egy adott tömeg számára. Néhány fontos tényező, amely befolyásolja:

Földrajzi helyzet: a gravitációs gyorsulás kismértékben változik a földrajzi szélességgel és a magassággal. A Föld forgása miatt az egyenlítőn a centrifugális hatás csökkenti a súlyt; a sarkok felé haladva a g érték nőhet.
Magasság: nagy magasságban a Föld középpontjától távolabb van a test, így g kismértékben csökken, tehát a súly is kisebb.
Gyorsulás: ha a test gyorsul (pl. fel- vagy lefelé mozgó lift), az általa érzékelt "légsúly" vagy mért súly megváltozik. Például emelkedő liftben a mérleg nagyobb értéket mutat (W = m(g + a)), zuhanó liftben pedig kisebb vagy akár nulla (szabad esés) lehet.
Fel- és lehajtóerők: folyadékban vagy gázban lévő test esetén a felhajtóerő csökkenti a testre ható gravitációs erőből származó súlyt — ezért úsznak a tárgyak vagy könnyebbeknek tűnnek a vízben.
Árapály és más gravitációs hatások: a Hold és a Nap gravitációs ereje kis mértékben megváltoztatja a Földön mért helyi súlyt (ár-apályhatás), és nagy rendszerekre nézve a vonzóerő iránya a közös tömegközéppont felé mutathat.

Pont alkalmazási helye és test kiterjedése

Kisebb, pontszerű tárgyaknál a súlyhatás egyértelműen a testre ható erőként értelmezhető. Kiterjedt testeknél a gravitációs erő elvileg minden tömegelemen hat, de gyakran egyszerűsítve a teljes erőt a test tömegközéppontjára alkalmazottnak tekintjük, amennyiben a gravitációs mező elég egyenletes. Nem egyenletes mezőben a gravitációs erők nem feltétlenül egyetlen ponthoz csatolhatók, és ilyenkor a forgatónyomatékok is számítanak.

Gyakorlati megjegyzések és tippek

A mindennapi "kilogrammok" a test tömegét jelölik, nem a rá ható erőt. Ha pontosan fizikai értelemben szeretnénk beszélni, használjuk a newtont a súly megadására.
Ha egy mérlegben kilogrammokat látunk, legyünk tudatában, hogy az eszköz a helyi g feltételezésével számol; más égitesten vagy gyorsuló rendszerekben ez félrevezető lehet.
Laboratóriumi mérésekhez, ahol valóban az erőt kell mérni, használjunk erőmérőt (N) vagy megfelelően kalibrált műszert; a tömeg méréséhez pedig tömegmérleget (egyensúly) alkalmazzunk.

Összefoglalva: a súly a gravitáció által a testre kifejtett erő, amely változhat a helyi körülményektől és a gyorsulástól függően; a tömeg ezzel szemben a test belső anyagmennyiségét és tehetetlenségét jellemző állandó mennyiség. A két fogalmat nem szabad azonosként kezelni, különösen pontos fizikai vagy műszaki alkalmazásokban.

Súlyegységek

A nemzetközi mértékegységrendszerben a súly egysége a newton, amelyet az "N" jel jelöl.

A múltban más mértékegységek is használatosak voltak, de már nem használják őket, mint például a dyne (a régi CGS-rendszerben az erő mértékegysége) vagy a kilogramm-erő, amely a "szabványos" Föld által egy kilogramm anyagra kifejtett erő: egy 1 kg tömegű testnek tengerszinten körülbelül 9,81 N a súlya.

Súlymérés

Egy tárgy vagy anyagmennyiség súlyát általában egy műszerrel, például rugós mérleggel mérik. A mérleg egy rugót tartalmaz, amely a mérendő tárgyra ható gravitációs erővel szemben erőt fejt ki. A gravitációs erő lefelé húz, a rugó pedig felfelé nyomja vagy húzza. A mérleg jellemzően olyan kijelzővel rendelkezik, amely nem a súlyt (amely egy erő), hanem a tárgy tömegét adja meg. A rugós mérlegek azzal a feltételezéssel készülnek, hogy a Föld felszínén használják őket. Ha egy rugós mérleget a Holdra vinnénk, félrevezető értéket adna.

A mérleg stílusú mérleg olyan eszköz, amely összehasonlítja két tárgy súlyát ugyanabban a gravitációs mezőben: meghatározza, hogy az egyik tárgy nehezebb vagy könnyebb-e a másiknál.

A súly változó

A súly nem az anyag inherens tulajdonsága, mert a helyi gravitációs mező, amely a súlynak nevezett erőt létrehozza, térben és időben változó:

Mivel a Föld vonzása a középponttól mért távolság négyzetével csökken, egy tárgy súlya valamivel kisebb nagy magasságban (pl. egy hegy tetején), mint a tengerszinten, vagy az Egyenlítőn, mint a sarkokon (mivel a Föld kissé domború).
Egy tetszőleges földi tárgyat minden más égitest is vonz, például a Hold. Ezért a súlya kisebb lesz, ha a Hold a Föld felett van, mint ha a Hold a Föld másik oldalán van.
A súlyt nem kizárólag a Földhöz kötik: Egy űrhajós a Hold felszínén hatszor kevesebbet nyom, mint a Föld felszínén.
A súlytalanság egy bolygó körüli pályán keringő űrhajósok vagy műholdak által tapasztalt látszólagos állapot. A valóságban a súlyuk (gravitációs vonzás) az az erő, amely pályán tartja őket. A pályán keringő tárgyak nagyon nagy sebességgel haladnak. A Föld felett 300-500 kilométeres magasságban keringő műholdak esetében ez a sebesség körülbelül 27 000 km/h. A Föld gravitációs vonzása nélkül egyenes vonalban repülnének el. A gravitációs vonzás miatt a bolygó felé zuhannak. A nagy oldalirányú sebesség és a Föld középpontja felé irányuló állandó vonzás kombinációja meggörbíti pályájukat, így a pályán maradnak.

Kapcsolódó oldalak

Kérdések és válaszok

K: Mi a súlya egy tárgynak?

V: Egy tárgy súlya a helyi gravitációs mező által a tárgyra kifejtett erő intenzitásának a mértéke.

K: Miben különbözik a tömeg a tömegtől?

V: A súly nem tévesztendő össze a tömeggel, mivel a súly a tárgyra ható gravitációs erő mértéke, míg a tömeg a tárgyban lévő anyag mennyisége.

K: Hová irányul a súlyerő a Földön lévő kis tárgyak esetében?

V: A Földön lévő kis tárgyak esetében a súlyerő a bolygó középpontja felé irányul.

K: Hová irányul a súlyerő a nagyobb tárgyak, például a Föld körül keringő Hold esetében?

V: Nagyobb objektumok, például a Föld körül keringő Hold esetében a súlyerő a kombinált rendszer tömegközéppontja felé irányul.

K: Mi vezetett a tömeg és a tömeg közötti keveredéshez?

V: A két különböző tulajdonság leírására és mérésére ugyanazokat a kifejezéseket használjuk, ami a tömeg és a tömeg közötti zavarhoz vezetett.

K: A tömeg és a súly ugyanaz a dolog?

V: A tömeg és a súly nem ugyanaz a dolog.

K: Az azonos tömegű tárgyaknak azonos a súlyuk?

V: Az azonos tömegű tárgyaknak azonos a súlyuk. Egy olyan tárgynak, amelynek kétszer akkora a tömege, mint egy másiknak, kétszer akkora a súlya is.

Keres