ההבדלים בין מסה למשקל לילדים

קל לבלבל בין מסה ומשקל. ההבדל הוא יותר ממשהו שמטריד את התלמידים שעושים שיעורי בית - הוא נמצא בחזית המדע. תוכלו לעזור לילדים להבין זאת על ידי מעבר על יחידות ועל ידי דיון בכוח המשיכה, מהיכן מגיע המסה וכיצד פועלים מסה ומשקל במצבים שונים.

הבדל חשוב בין מסה למשקל הוא שמשקל הוא כוח בעוד שמסה אינה. הגדרת משקל פשוטה לילדים היא: משקל מתייחס לכוח המשיכה שחל על אובייקט. הגדרת מסה פשוטה לילדים היא: המסה משקפת את כמות החומר (כלומר, אלקטרונים, פרוטונים ונייטרונים) שאובייקט מכיל. אנו יכולים להציב קנה מידה על הירח ולשקול שם חפץ. המשקל יהיה שונה מכיוון שעוצמת הכבידה שונה. אבל המיסה תהיה זהה.

כמה דוגמאות המוניות לילדים יכולות לכלול כמויות חימר שונות; כאשר מסירים פיסות חימר מסת העצם פוחתת. ניתן להוסיף את המסה לכדור חימר אחר, ולהגדיל את מסתו.

בארצות הברית, מאזניים ביתיים ומסחריים מודדים משקל בקילוגרמים, מדד כוח בעודם נמצאים כמעט בכל מדינה אחרת בעולם, מאזניים נמדדים ביחידות מדדי, כגון גרם או קילוגרם (1,000 גרם). למרות שאתה אולי אומר שמשהו "שוקל" 10 קילוגרם, אתה מדבר למעשה על המסה שלו, ולא על המשקל. במדע, משקל נמדד בניוטונים, יחידת הכוח, אך לא משתמשים בזה בחיי היומיום.

משקל הוא הכוח שבו פועל כוח המשיכה על עצם. כדי להמיר בין מסה למשקל, אתה משתמש בערך להאצת גרביטציה g = 9.81 מטר לשנייה בריבוע. כדי לחשב את המשקל, W, בניוטון, מכפילים את המסה, m, בקילוגרמים כפול g: W = mg. כדי לקבל מסה ממשקל, מחלקים את המשקל ב- g: m = W / g. סולם מטרי משתמש במשוואה זו כדי לתת לך מסה, אם כי הפעולה הפנימית של הסולם מגיבה לכוח.

עם ילדים, כדאי לדבר על משקל בכוכב אחר, על הירח או על אסטרואיד. הערך של g שונה, אך העיקרון זהה. עם זאת, הנוסחאות חלות רק על פני השטח, שם תאוצת הכבידה לא משתנה הרבה עם המיקום. הרחק מהשטח, עליכם להשתמש בנוסחה של ניוטון לכוח הכבידה בין שני עצמים רחוקים. עם זאת, אנו לא מתייחסים לכוח זה כאל משקל.

חוק התנועה הראשון של ניוטון קובע כי עצמים במנוחה נוטים להישאר במנוחה, ואילו חפצים בתנועה נוטים להישאר בתנועה. החוק השני של ניוטון אומר שהתאוצה, a, של אובייקט שווה לכוח הרשת עליו, F, חלקי המסה שלו: a = F / m. תאוצה היא שינוי בתנועה, אז כדי לשנות את מצב התנועה של האובייקט אתה מפעיל כוח. האינרציה, או המסה, של אובייקט מתנגדת לשינוי.

מכיוון שהאצה היא תכונה של תנועה, לא משנה, אתה יכול למדוד אותה מבלי לדאוג לכוח או למסה. נניח שאתה מפעיל כוח מכני ידוע על אובייקט, מודד את תאוצה שלו ומתוך כך מחשב את המסה שלו. זו המסה האינרציאלית של האובייקט. לאחר מכן אתה מסדר מצב בו הכוח היחיד על האובייקט הוא כוח הכבידה, ושוב מודד את התאוצה שלו ומחשב את מסתו. זה נקרא מסה הכבידה של האובייקט.

פיסיקאים תהו זה מכבר אם המסה הכבידה והאינרציאלית זהים באמת. הרעיון שהם זהים נקרא עקרון השקילות, ויש לו השלכות חשובות על חוקי הפיזיקה. במשך מאות שנים ערכו פיזיקאים ניסויים רגישים לבדיקת עקרון השוויון. החל משנת 2008, הניסויים הטובים ביותר אישרו זאת לחלק אחד ב -10 טריליון.