Εάν αφιερώνετε χρόνο αλληλεπιδρώντας με άτομα στην εργασία ή στο σχολείο και παρακολουθείτε οποιοδήποτε είδος τηλεοπτικού τύπου προγραμματισμός, θα ήταν ασυνήθιστο να πάτε ακόμη και μια ολόκληρη μέρα χωρίς να ακούσετε τουλάχιστον μία από τις λέξεις μάζα ή βάρος. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για το τελευταίο, δεδομένου του αριθμού των ανθρώπων ανά πάσα στιγμή που προσπαθούν να αδυνατίσουν το σώμα τους μέσω κάποιου συνδυασμού σωματικής δραστηριότητας και τροποποίησης της διατροφής.
Βρίσκοντας το μάζα και βάρος αντικειμένων στον σύγχρονο κόσμο είναι αρκετά εύκολο: Βρείτε μια κατάλληλη κλίμακα μεγέθους, τοποθετήστε το αντικείμενο σε αυτό και διαβάστε τους ψηφιακούς ή αναλογικούς αριθμούς που προκύπτουν. Ωστόσο, ο υπολογισμός της μάζας από το βάρος ή αντίστροφα μπορεί να προκαλέσει σύγχυση, διότι αυτοί οι όροι χρησιμοποιούνται εσφαλμένα ή ανακριβώς στην καθημερινή γλώσσα.
Τι είναι η μάζα στη Φυσική;
Μάζα είναι μία από τις δύο θεμελιώδεις ποσότητες στη φυσική, η άλλη είναι το μήκος. Με το "θεμελιώδες", αυτό σημαίνει ότι όλες οι άλλες μονάδες (π.χ. ταχύτητα, δύναμη, επιτάχυνση και ούτω καθεξής) προέρχονται από μία ή περισσότερες από αυτές τις μονάδες, ενώ ούτε η μάζα ούτε το μήκος προέρχεται από μόνη της.
Η μάζα είναι ένα μέτρο του "υλικού", εκτός από την επιρροή που έχει η βαρύτητα σε αυτά τα πράγματα. Σε επίπεδο ρίζας, όλα όσα έχουν μάζα αποτελούνται από ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια (ή αν θέλετε να είστε επιλεκτικοί, υποατομικοί σωματίδια). Μία βασική ιδιότητα της μάζας είναι ότι η βαρύτητα ενεργεί σε αυτήν εάν είναι παρούσα, με αποτέλεσμα μια δύναμη που ονομάζεται βάρος.
- Για αναφορά, 1 kg = 2,204 lb, επεξεργασία lb με την "καθημερινή" γήινη έννοια.
Τι είναι το βάρος στη Φυσική;
Βάρος είναι το αποτέλεσμα της βαρύτητας που δρα στη μάζα: w = mg. Η τιμή του g στην επιφάνεια της Γης είναι 9,8 m / s3 με μονάδες επιτάχυνση. Για να βρείτε το βάρος κάποιου, απλώς πολλαπλασιάστε τη μάζα του με την αξία του τοπικού βαρυτικού πεδίου και θα έχετε ένα αποτέλεσμα σε Newton (N). Για παράδειγμα, εάν η μάζα σας είναι 50 κιλά (περίπου 110 κιλά), τότε το βάρος σας είναι (50) (9,8).
Το σημείο που πρέπει να τονιστεί υπερβολικά είναι ότι το βάρος είναι μια δύναμη. Η μάζα δεν απαιτεί βαρύτητα για τη δική της ύπαρξη, ενώ το βάρος το κάνει. Είναι εύκολο να συνδυάσετε τα δύο, επειδή είναι σπάνιο για κανέναν στη Γη να λειτουργεί σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας.
Για αυτόν τον λόγο, όταν υπολογίζετε τη μάζα σας σε μια κλίμακα που έχει σχεδιαστεί για χρήση στη Γη, το βάρος έχει ήδη ληφθεί υπόψη στη λειτουργία της κλίμακας. Η μάζα δεν είναι βάρος, αλλά είναι πάντοτε ευθέως ανάλογες μεταξύ τους από την τιμή του g, όποια κι αν είναι.
Αλλά τι σημαίνει αυτό από την άποψη των αυτοκρατορικών μονάδων (λίβρες και ουγγιές); Στην πραγματικότητα, υπάρχει μια μονάδα μάζας σε αυτό το σχήμα, που ονομάζεται γυμνοσάλιαγκας, αλλά αγνοείται σήμερα. Εάν κάποιος λέει ότι ζυγίζει 110 κιλά, σκεφτείτε το ως τη μάζα της, που θα ήταν 50 κιλά σε μονάδες SI.
Υπολογισμός μάζας από άλλες μεταβλητές
Η μάζα και το μήκος μαζί δημιουργούν μια σημαντική μεταβλητή που ονομάζεται πυκνότητα. Ο όγκος, που είναι μια μέτρηση ενός "τεμαχίου" τρισδιάστατου χώρου, προέρχεται από μονάδες μήκους, και στο μετρικό σύστημα, έχει μονάδες m3. Η πυκνότητα διαιρείται μάζα με τον όγκο και προσφέρει μια αίσθηση της «βαρύτητας» ενός αντικειμένου σε σχέση με το μέγεθός του.
Αριθμητικά, πυκνότητα ρ = m / V και έχει μονάδες SI kg / m3, αν και μονάδες όπως g / cm3 είναι πιο συχνές στις ρυθμίσεις της επιστήμης.
- Ποια είναι η μάζα των 0,25-m3 αντικείμενο με πυκνότητα 2,5 kg / m3?
Από ρ = m / V, m = ρV. Σε αυτήν την περίπτωση, έχετε:
(0,25 m3) (2,5 kg / m3) = 0,625 kg.