Maso in težo je enostavno zamenjati. Razlika je več kot nekaj, kar pesti učence pri domačih nalogah - v ospredju je znanosti. Otrokom lahko to pomagate razumeti tako, da pregledujete enote in razpravljate o gravitaciji, od kod prihaja masa in kako masa in teža delujeta v različnih situacijah.
Masa proti teži
Pomembna razlika med maso in težo je, da je teža sila, masa pa ne. Preprosta definicija teže za otroke je: teža se nanaša na silo, ki jo gravitacija nanaša na predmet. Preprosta definicija mase za otroke je: masa odraža količino snovi (tj. Elektronov, protonov in nevtronov), ki jo vsebuje predmet. Na Luno lahko postavimo tehtnico in tam odtehtamo predmet. Teža bo drugačna, ker je moč gravitacije različna. Toda masa bo enaka.
Nekateri množični primeri za otroke lahko vključujejo različne količine gline; ko odstranimo koščke gline, se masa predmeta zmanjša. Maso lahko dodamo v drugo kroglico gline, s čimer povečamo njeno maso.
V ZDA gospodinjske in komercialne tehtnice merijo težo v kilogramih, merilo sile, medtem ko Skoraj v vseh drugih državah na svetu tehtnice merijo v metričnih enotah, na primer v gramih ali kilogramih (1000 gramov). Čeprav bi lahko rekli, da nekaj "tehta" 10 kilogramov, dejansko govorite o njegovi masi in ne o teži. V znanosti se teža meri v newtonih, enoti sile, vendar se v vsakdanjem življenju ne uporablja.
Teža: sila zaradi gravitacije
Teža je sila, s katero gravitacija deluje na predmet. Za pretvorbo med maso in težo uporabite vrednost gravitacijskega pospeška g = 9,81 metra na sekundo na kvadrat. Za izračun teže, W, v newtonih množite maso, m, v kilogramih g: g = mg. Da dobimo maso iz teže, težo delimo z g: m = W / g. Metrična lestvica uporablja to enačbo, da vam da maso, čeprav se notranje delovanje tehtnice odziva na silo.
Pri otrocih je koristno govoriti o teži na drugem planetu, luni ali asteroidu. Vrednost g je drugačna, vendar je načelo enako. Vendar pa se formule uporabljajo le v bližini površine, kjer se gravitacijski pospešek z lokacijo ne spremeni veliko. Daleč od površine morate uporabiti Newtonovo formulo za gravitacijsko silo med dvema oddaljenima predmetoma. Vendar te sile ne označujemo kot težo.
Newtonovi zakoni gibanja
Newtonov prvi zakon gibanja pravi, da predmeti v mirovanju ponavadi ostanejo v mirovanju, medtem ko predmeti v gibanju ostanejo v gibanju. Newtonov drugi zakon pravi, da je pospešek predmeta a enak neto sili na njem F, deljeni z maso: a = F / m. Pospešek je sprememba gibanja, zato za spremembo stanja gibanja predmeta uporabite silo. Vztrajnost ali masa predmeta se upira spremembi.
Ker je pospešek lastnost gibanja in ne snovi, ga lahko izmerite, ne da bi vas skrbela sila ali masa. Recimo, da na predmet uporabite znano mehansko silo, izmerite njegov pospešek in na podlagi tega izračunate njegovo maso. To je vztrajnostna masa predmeta. Nato uredite situacijo, v kateri je edina sila na predmet gravitacija, in spet izmerite njegov pospešek in izračunajte njegovo maso. To se imenuje gravitacijska masa predmeta.
Fiziki se že dolgo sprašujejo, ali sta gravitacijska in vztrajnostna masa resnično enaki. Zamisel, da sta enaka, se imenuje načelo enakovrednosti in ima pomembne posledice za zakone fizike. Stotine let so fiziki izvajali občutljive poskuse, da bi preizkusili načelo enakovrednosti. Od leta 2008 so ga najboljši poskusi potrdili na en del od 10 bilijonov.