Ett föremåls vikt (eller vikten av en mängd materia) är ett mått på den kraft som det lokala gravitationsfältet utövar på föremålet. Vikt är en kraft och därför en vektorstorhet med riktning mot gravitationskällan – för små föremål på jorden normalt mot planetens centrum. För större objekt, till exempel månen som kretsar runt jorden, riktas kraften mot det kombinerade systemets masscentrum.

I vardagligt tal används ofta ordet ”vikt” för det värde som uppmäts nära jordytan, och man uttrycker detta med enheter som kilogram eller pund. Det leder till förvirring eftersom kilogram i SI-systemet är en enhet för massa, inte för kraft. Massa och vikt är besläktade men olika begrepp: massa är en inneboende egenskap hos ett föremål, medan vikt är den gravitationella kraft som verkar på den massan.

Skillnaden mellan vikt och massa

Massa beskriver hur mycket materia ett föremål innehåller och är en skalär storhet (anges i kilogram, kg). Massa bestämmer också ett föremåls tröghet, dvs. hur svårt det är att ändra dess rörelse.

Vikt är den kraft som verkar på massan i ett gravitationsfält. Viktkraften ges av formeln F = m·g, där F är vikten (i newton, N), m är massan (i kg) och g är gravitationsfältets styrka (i m/s²). Vid jordytan är g ungefär 9,82 m/s² (värdet varierar något med höjd och latitud). En massa på 1 kg har alltså en vikt på cirka 9,82 N vid jordytan.

Enheter och mätning

  • SI-enhet för vikt (kraft): newton (N).
  • Vanlig vardagsenhet för massa: kilogram (kg). Många vågar visar kilogram och anger i praktiken massan eller ett viktningsvärde omräknat till "kgf" (kilogram-force), vilket är en äldre kraftenhet.
  • Mätinstrument:
    • En fjärdevåg eller kraftsensor mäter direkt den kraft som verkar och visar vikt i newton (eller kilogram-force).
    • En balansvåg (jämviktsvåg) jämför två massor och bestämmer massan oberoende av absolut värde på g, eftersom samma gravitation verkar på båda sidor. Därför ger balansvågar rätt massa även på andra planeter (under samma gravitationseffekt på båda sidor).

Faktorer som påverkar vikten

  • Variation i gravitationsfältet: g är inte exakt samma överallt på jorden — det varierar med latitud, höjd och lokala massfördelningar. Därför förändras vikten något om man flyttar sig långt bort eller högre upp.
  • Arbetsmässig eller upplevd vikt (apparent vikt): En våg mäter oftast den normalkraft som verkar på ett föremål. Om andra krafter finns (t.ex. uppdrift från luft eller acceleration i en hiss) skiljer sig denna normalkraft från den rena gravitationskraften. I en hiss i fritt fall eller i omloppsbana (fri fall) är upplevd vikt nära noll — man upplever tyngdlöshet även om gravitationen fortfarande verkar.
  • Arkimedes uppdrift: I en vätska eller gas minskar den uppmätta vikten med den uppåtriktade bärkraften (uppdriften), vilket gör att en våg kan visa ett lägre värde än den rena gravitationskraften.

Exempel

Om ett föremål har massan 10 kg och befinner sig nära jordytan där g ≈ 9,82 m/s², blir vikten:

F = m·g = 10 kg · 9,82 m/s² ≈ 98,2 N.

På månen är månens gravitationsacceleration ungefär 1,62 m/s², så samma 10 kg har vikten ≈ 16,2 N på månen — alltså cirka 0,165 gånger sin jordiska vikt.

Ytterligare anmärkningar

Begreppen inert mass och gravitationell massa är förenligt i praktiken: de två typerna verkar vara lika enligt experiment (detta ligger till grund för Ekvivalensprincipen). I vardagligt bruk används dock ofta ”kilogram” för att ange det tal som visar hur tungt något känns eller vad en våg visar; för fysikaliskt noggranna sammanhang måste man skilja strikt mellan massa (kg) och vikt (N).

Sammanfattningsvis: massa är mängden materia, vikt är kraften som denna massa utsätts för i ett gravitationsfält. De är proportionella i ett givet gravitationsfält (F = m·g), men inte identiska begrepp.