يتم استخدام المصطلحين “كتلة” و “وزن” بالتبادل في أي محادثة عادية، لكن الكلمتين لا تعنيان نفس الشيء. الفرق بين الكتلة والوزن هو أن الكتلة هي كمية مادة في الجسم والوزن هو مقياس لكيفية تأثير الجاذبية على تلك الكتلة اليوم سنتعلم أهمية الفرق بين الكتلة والوزن.
مقدمة في دراسة الكتلة والوزن
الكتلة هي مقياس لكمية المادة في الجسم، والكتلة يُرمز لها بـ m أو M، والوزن هو مقياس القوة المؤثرة على الكتلة بسبب تسارع الجاذبية، والوزن يُرمز إليه عادةً بـ W، وهو الوزن من الكتلة مضروبة في تسارع الجاذبية (g)، بالنسبة للجزء الأكبر، عند مقارنة الكتلة والوزن على الأرض، بدون حركة، فإن قيم الكتلة والوزن هي نفسها.
راجع أيضًا: كيفية تحويل سم إلى بوصات متساوية
الكتلة والوزن
- قد يخلط البعض بين تعريف الكتلة والوزن، ولكن إذا غيرت موقعك بالنسبة للجاذبية، فستبقى الكتلة كما هي وسيتغير الوزن، على سبيل المثال، تكون كتلة جسمك قيمة معينة ويختلف الوزن على القمر مقارنة بالأرض.
- لذلك فإن كتلة الجسم هي نفسها في كل مكان، في حين أن الوزن يعتمد على تأثير الجاذبية، فعندما يزيد الوزن أو ينقص حسب موقع الجسم، ولا يمكن للكتلة أن تكون صفراً أبداً، لكن الوزن يمكن أن يكون صفر إذا لم يكن هناك خطر على الجسم “إكتا، كما في الفضاء.
- كتلة الكائن هي خاصية أساسية للجسم ؛ إنه المقياس الأساسي لكمية المادة في الكائن. غالبًا ما يبدو تعريف الكتلة دائريًا لأنها كمية أساسية يصعب تحديدها من حيث أي شيء آخر. يمكن تعريف جميع الكميات الميكانيكية من حيث الكتلة والطول والوقت.
- الرمز الشائع للكتلة هو m، ووحدة النظام الدولي للوحدات هي الكيلوجرام، بينما تعتبر الكتلة عادةً خاصية ثابتة لجسم ما، عند سرعات قريبة من سرعة الضوء، يجب أخذ الزيادة في الكتلة النسبية في الاعتبار.
قانون الكتلة والوزن
الكتلة والوزن يصفان أشياء مختلفة. الكتلة هي مقياس لكمية المادة في شيء معين، والوزن هو مقياس قوة الجاذبية المؤثرة على تلك الكتلة. ينص تعريف الوزن على ما يلي:
W = mg هنا W هو الوزن، و m كتلة، و g هي التسارع بسبب الجاذبية، والوزن يقاس بالنيوتن لأنه قوة، ولاحظ أن التعبير أعلاه مطابق بالفعل لقانون نيوتن الثاني: F = أماه.
يتم تحديد كتلة الجسم بمقارنته بجسم ذي كتلة معروفة. يزن جسم يزن 1 كيلوجرام 9.8 نيوتن على الأرض، لكنه لا يزن شيئًا في الفضاء، ومع ذلك يبلغ وزنه كيلوجرامًا واحدًا.
حدد الكتلة والوزن
- “الكتلة” هي مقياس لمدى أهمية مادة ما، و “الوزن” هو مقياس للقوة التي تمارس على جسم بواسطة جاذبية الجاذبية. تختلف قوة الجاذبية باختلاف الموقع، فمثلاً تبلغ قوة الجاذبية على القمر 0.165 من تلك الموجودة على الأرض.
- يختلف الوزن باختلاف الموقع كدالة مباشرة لمقياس جاذبية الموقع، بينما لا تختلف الكتلة باختلاف الموقع للعثور على كتلة جسم باستخدام وزنه، فالصيغة هي الكتلة تساوي الوزن مقسومًا على تسارع الجاذبية (M = W ÷ G ).
- الوزن مهم لأنه قوة. بدلاً من قياس مقدار المادة التي يحتويها شيء ما، يمكن أن يكون لنفس الكمية من المادة أوزان مختلفة اعتمادًا على موقعها، وتقيس الكتلة كمية المادة الموجودة مباشرةً وتظل كما هي بغض النظر عن مكان قياسها.
انظر أيضًا: ما هو قانون تحويل درجة الحرارة؟
الفرق بين الكتلة والوزن
- لا تختلف الكتلة باختلاف الموقع، بينما يختلف الوزن باختلاف الموقع.
- الكتلة هي كمية قياسية لها حجم، والوزن هو كمية متجهة لها حجم وموجهة نحو مركز الأرض أو بئر جاذبية أخرى.
- تُقاس الكتلة عادةً بالجرام والكيلوجرام، بينما يُقاس الوزن غالبًا بالنيوتن، وهي وحدة قوة.
- في حين أن كتلة الشخص لا تتغير في أي مكان في النظام الشمسي، فإن التسارع بسبب الجاذبية والوزن يختلفان اختلافًا كبيرًا، نظرًا لقوة الجاذبية على الأجسام الأخرى.
- كما هو الحال على الأرض، فإنه لا يعتمد فقط على الكتلة، ولكن أيضًا على مدى بُعد “السطح” عن مركز الجاذبية. على الأرض، على سبيل المثال، يكون وزنك على قمة جبل أقل قليلاً من مستوى سطح البحر، ويصبح التأثير أكثر دراماتيكية بالنسبة للأجسام الأكبر حجمًا، مثل سطح كوكب المشتري.
- ويرى أن جاذبية المشتري بسبب كتلته تبلغ 316 ضعف كتلة الأرض، لذلك لن يزيد وزنه عن 316 مرة لأن “سطحه” (أو مستوى السحابة الذي نسميه السطح) بعيد جدًا عن المركز.
- الأجرام السماوية الأخرى لها قيم جاذبية مختلفة عن الأرض للحصول على وزنها، ما عليك سوى ضرب العدد المناسب، على سبيل المثال، يزن الشخص الذي يبلغ وزنه 150 رطلاً 396 رطلاً على كوكب المشتري، أو 2.64 ضعف وزنه على الأرض.
- قد تندهش من وزنك على الكواكب الأخرى، حيث من المنطقي أن يزن شخص ما نفس وزن كوكب الزهرة لأن هذا الكوكب له نفس حجم وكتلة الأرض، ولكن قد يبدو من الغريب أنك في الواقع تزن أكثر على كوكب أورانوس. سيكون الوزن أعلى قليلاً في زحل أو نبتون.
- على الرغم من أن عطارد أصغر بكثير من المريخ، إلا أن وزنك سيكون متماثلًا تقريبًا، والشمس أكبر بكثير من أي جسم آخر، لكنك “تزن” حوالي 28 ضعف وزنك على الأرض، بالطبع ستموت على الشمس بسبب إلى حرارة شديدة وإشعاعات أخرى، ولكن حتى لو كان الجو باردًا، فإن الجاذبية الشديدة على كويكب بهذا الحجم ستكون قاتلة.
أهمية فهم الفرق بين الكتلة والوزن
- يتم حساب وزن الجسم من خلال ضرب كتلة الجسم بالكيلوجرام في تسارع الجاذبية بالأمتار في الثانية المربعة، ويتم التعبير عن الرقم الناتج بالنيوتن، وهو ما يسمى قانون نيوتن الثاني للحركة.
- ترتبط الكتلة والوزن ارتباطًا وثيقًا لأن الكتلة تؤثر على وزن الجسم الذي يتعرض للجاذبية. الوزن هو مقياس قوة الجذب على كتلة الجسم، والكتلة هي مقياس لكمية المادة في الجسم.
- لفهم الاختلافات، من الضروري مقارنة عدة نقاط:
- الكتلة هي مقياس لكمية المادة، بينما الوزن هو مقياس لجاذبية الجسم.
- تُقاس الكتلة باستخدام ميزان يقارن كمية معروفة من المادة بكمية غير معروفة من المادة، بينما يُقاس الوزن على مقياس.
- لا تتغير كتلة الكائن عندما يتغير موقعه، بينما يتغير الوزن، على العكس من ذلك، مع الموقع.
أنظر أيضا: دراسة المعادن وأنواعها
بحث كامل عن الكتلة والوزن
بالطبع، في نهاية رحلتنا ببحث كامل عن الكتلة والوزن، وفقًا للفيزياء، أكد العلماء أن الكتلة والوزن يختلفان عن بعضهما البعض، وهنا الاختلاف الرئيسي، الكتلة هي مقدار المادة في جسم، كتلة الجسم هي كمية ثابتة ولا تتغير مع تغير الموقع، الوزن هو القوة التي يبذلها الجسم عندما يكون في مجال الجاذبية ويعتمد على مجال الجاذبية، بينما وزن الجسم هي كمية متغيرة مع تغير موقعها بسبب تسارع الجاذبية الذي يؤثر عليها، وهذا هو الفرق الرئيسي بين وزن وكتلة الجسم.