Als je tijd besteedt aan interactie met mensen op het werk of op school en naar elke vorm van televisie kijkt programmering, zou het ongebruikelijk zijn om zelfs maar een hele dag te gaan zonder ten minste één van de woorden massa te horen of gewicht. Dit geldt met name voor de laatste, gezien het aantal mensen dat op enig moment probeert hun lichaam af te slanken door een combinatie van fysieke activiteit en dieetaanpassing.
De vinden massa- en gewicht van objecten in de moderne wereld is eenvoudig genoeg: zoek een schaal van de juiste grootte, plaats het object erop en lees de digitale of analoge getallen die het resultaat zijn. Maar het berekenen van massa uit gewicht of omgekeerd kan verwarrend zijn omdat deze termen in de dagelijkse taal verkeerd of onnauwkeurig worden gebruikt.
Wat is massa in de natuurkunde?
Massa is een van de twee fundamentele grootheden in de natuurkunde, de andere is lengte. Met "fundamenteel" betekent dit dat alle andere eenheden (bijvoorbeeld snelheid, kracht, versnelling enzovoort) zijn afgeleid van een of meer van deze eenheden, terwijl noch massa noch lengte zelf wordt afgeleid.
Massa is een maat voor 'spul', afgezien van de invloed van de zwaartekracht op dat spul. Op wortelniveau bestaat alles wat massa heeft uit elektronen, protonen en neutronen (of als je kieskeurig wilt zijn, subatomaire deeltjes). Een belangrijke eigenschap van massa is dat de zwaartekracht erop inwerkt als deze aanwezig is, wat resulteert in een kracht genaamd gewicht.
- Ter referentie, 1 kg = 2.204 lb, waarbij lb wordt behandeld in de "alledaagse" aardse betekenis.
Wat is gewicht in de natuurkunde?
Gewicht is het resultaat van zwaartekracht op massa: w = mg. De waarde van g op het aardoppervlak is 9,8 m/s3 met eenheden van versnelling. Om het gewicht van iets te vinden, vermenigvuldigt u eenvoudig de massa met de waarde van het lokale zwaartekrachtsveld, en u krijgt een resultaat in Newton (N). Als uw massa bijvoorbeeld 50 kg (ongeveer 110 pond) is, dan is uw gewicht (50) (9,8).
Het punt dat overweldigend moet worden benadrukt, is dat gewicht een kracht is. Massa heeft geen zwaartekracht nodig voor zijn eigen bestaan, terwijl gewicht dat wel doet. Het is gemakkelijk om de twee samen te voegen, omdat het zeldzaam is dat iemand op aarde werkt in omstandigheden zonder zwaartekracht.
Om deze reden wordt, wanneer u uw massa berekent op een schaal die is ontworpen voor gebruik op aarde, het gewicht al meegenomen in de werking van de schaal. Massa is geen gewicht, maar ze zijn altijd recht evenredig met elkaar door de waarde van g, wat het ook mag zijn.
Maar wat betekent dit in termen van imperiale (pond en ounce) eenheden? In feite bestaat er in dit schema een eenheid van massa, de slak genaamd, maar deze wordt tegenwoordig genegeerd. Als iemand zegt dat ze 110 pond weegt, beschouw dit dan als haar massa, die 50 kg zou zijn in SI-eenheden.
Massa berekenen uit andere variabelen
Massa en lengte geven samen aanleiding tot een belangrijke variabele die dichtheid wordt genoemd. Volume, dat een meting is van een "stuk" driedimensionale ruimte, wordt afgeleid van lengte-eenheden en in het metrieke stelsel heeft het eenheden van m3. Dichtheid is massa gedeeld door volume en geeft een gevoel van de "zwaarte" van een object in verhouding tot zijn grootte.
Numeriek, dichtheid ρ = m/V en heeft SI-eenheden van kg/m3, hoewel eenheden zoals g/cm3 komen vaker voor in wetenschappelijke instellingen.
- Wat is de massa van een 0,25-m3 object met een dichtheid van 2,5 kg/m3?
Aangezien ρ = m/V, m = V. In dit geval heb je:
(0,25 m3) (2,5 kg/m3) = 0,625 kg.