Jeśli spędzasz czas na interakcji z ludźmi w pracy lub szkole i oglądasz jakikolwiek rodzaj telewizji w stylu programowania, byłoby nietypowe, abyś przez cały dzień nie słyszał chociaż jednego słowa msza lub wagi. Dotyczy to zwłaszcza tych ostatnich, biorąc pod uwagę liczbę osób, które w dowolnym momencie starają się wyszczuplić swoje ciało poprzez kombinację aktywności fizycznej i modyfikacji diety.
Znalezienie masa i waga obiektów we współczesnym świecie jest dość łatwe: znajdź odpowiednią skalę, umieść na niej obiekt i odczytaj wynikowe liczby cyfrowe lub analogowe. Ale obliczanie masy na podstawie masy lub odwrotnie może być mylące, ponieważ terminy te są używane niepoprawnie lub nieprecyzyjnie w języku potocznym.
Czym jest masa w fizyce?
Masa jest jedną z dwóch podstawowych wielkości fizycznych, drugą jest długość. Przez „podstawowe” oznacza to, że wszystkie inne jednostki (np. prędkość, siła, przyspieszenie itd.) są wyprowadzane z jednej lub więcej z tych jednostek, podczas gdy sama nie ma masy ani długości.
Masa jest miarą „rzeczy”, niezależnie od wpływu grawitacji na te rzeczy. Na poziomie podstawowym wszystko, co ma masę, składa się z elektronów, protonów i neutronów (lub, jeśli chcesz być wybredny, cząstek subatomowych). Jedną z kluczowych właściwości masy jest to, że działa na nią grawitacja, jeśli jest obecna, co skutkuje siłą zwaną waga.
- Dla porównania, 1 kg = 2,204 funta, traktując funta w „codziennym” sensie Ziemi.
Czym jest waga w fizyce?
Waga jest wynikiem grawitacji działającej na masę: w = mg. Wartość g na powierzchni Ziemi wynosi 9,8 m/s3 z jednostkami przyśpieszenie. Aby obliczyć wagę czegoś, po prostu pomnóż jego masę przez wartość lokalnego pola grawitacyjnego, a otrzymasz wynik w niutonach (N). Na przykład, jeśli twoja masa wynosi 50 kg (około 110 funtów), to twoja waga wynosi (50) (9,8).
Punktem, który należy zdecydowanie podkreślić, jest to, że ciężar jest siłą. Masa nie wymaga grawitacji do własnego istnienia, podczas gdy waga tak. Łatwo jest je pogodzić, ponieważ rzadko kto na Ziemi pracuje w warunkach zerowej grawitacji.
Z tego powodu, kiedy obliczasz swoją masę na wadze przeznaczonej do użytku na Ziemi, waga jest już uwzględniona w działaniu wagi. Masa nie jest wagą, ale są one zawsze wprost proporcjonalne do siebie przez wartość g, jakakolwiek by ona nie była.
Ale co to oznacza w kategoriach jednostek imperialnych (funtów i uncji)? W rzeczywistości w tym schemacie istnieje jednostka masy, zwana ślimakiem, ale obecnie jest ona ignorowana. Jeśli ktoś mówi, że waży 110 funtów, pomyśl o tym jako o jej masie, która wynosiłaby 50 kg w jednostkach SI.
Obliczanie masy z innych zmiennych
Masa i długość razem dają początek ważnej zmiennej zwanej gęstością. Objętość, która jest miarą „kawałka” przestrzeni trójwymiarowej, wywodzi się z jednostek długości, a w systemie metrycznym ma jednostki m3. Gęstość to masa podzielona przez objętość i daje poczucie „ciężkości” obiektu w stosunku do jego wielkości.
Numerycznie gęstość ρ = m/V i ma jednostki SI kg/m3, chociaż jednostki takie jak g/cm3 są bardziej powszechne w środowisku naukowym.
- Jaka jest masa 0,25 m3 obiekt o gęstości 2,5 kg/m3?
Ponieważ ρ = m/V, m = ρV. W takim przypadku masz:
(0,25 m3) (2,5 kg/m²3) = 0,625 kg.