หากคุณใช้เวลาโต้ตอบกับผู้คนในที่ทำงานหรือโรงเรียน และดูทีวีสไตล์ไหนก็ได้ การเขียนโปรแกรม มันจะผิดปกติสำหรับคุณที่จะไปทั้งวันโดยไม่ได้ยินคำว่า มวลชน อย่างน้อยหนึ่งคำ หรือน้ำหนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงหลังนี้ เมื่อพิจารณาจากจำนวนคนที่พยายามทำให้ร่างกายผอมเพรียวในเวลาใดก็ได้ผ่านการออกกำลังกายผสมผสานกับการปรับเปลี่ยนอาหาร
หา มวล และ น้ำหนัก ของวัตถุในโลกสมัยใหม่นั้นง่ายพอ: หามาตราส่วนขนาดที่เหมาะสม วางวัตถุบนนั้น และอ่านตัวเลขดิจิทัลหรือแอนะล็อกที่ได้ผลลัพธ์ แต่การคำนวณมวลจากน้ำหนักหรือในทางกลับกันอาจทำให้สับสนได้ เนื่องจากคำเหล่านี้ใช้อย่างไม่ถูกต้องหรือไม่แม่นยำในภาษาในชีวิตประจำวัน
มวลในฟิสิกส์คืออะไร?
มวล เป็นหนึ่งในสองปริมาณพื้นฐานทางฟิสิกส์ อีกปริมาณหนึ่งคือความยาว โดย "พื้นฐาน" นี่หมายความว่าหน่วยอื่นๆ ทั้งหมด (เช่น ความเร็ว แรง ความเร่ง และอื่นๆ) ได้มาจากหน่วยเหล่านี้ตั้งแต่หนึ่งหน่วยขึ้นไป โดยที่ทั้งมวลและความยาวไม่ได้มาจากตัวมันเอง
มวลเป็นหน่วยวัดของ "สิ่งของ" นอกเหนือจากสิ่งที่แรงโน้มถ่วงมีอิทธิพลต่อสิ่งนั้น ที่ระดับราก ทุกสิ่งที่มีมวลประกอบด้วยอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน (หรือถ้าคุณต้องการเลือกอนุภาคย่อยของอะตอม) คุณสมบัติสำคัญประการหนึ่งของมวลคือแรงโน้มถ่วงจะกระทำกับมวลนั้นหากมีอยู่ ทำให้เกิดแรงที่เรียกว่า
- สำหรับการอ้างอิง 1 กก. = 2.204 ปอนด์ พิจารณาปอนด์ในความหมาย "ทุกวัน" ของโลก
น้ำหนักในฟิสิกส์คืออะไร?
น้ำหนัก คือผลของแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อมวล: w = mg. ค่า g บนพื้นผิวโลกเท่ากับ 9.8 m/s3 ด้วยหน่วยของ อัตราเร่ง. ในการหาน้ำหนักของบางสิ่ง ก็แค่คูณมวลของมันด้วยค่าของสนามโน้มถ่วงท้องถิ่น แล้วคุณจะได้ผลลัพธ์เป็นนิวตัน (N) ตัวอย่างเช่น ถ้ามวลของคุณคือ 50 กก. (ประมาณ 110 ปอนด์) น้ำหนักของคุณก็จะเท่ากับ (50)(9.8)
ประเด็นที่ต้องเน้นหนักคือน้ำหนักคือแรง มวลไม่ต้องการแรงโน้มถ่วงสำหรับการดำรงอยู่ของมันในขณะที่น้ำหนักต้องการ มันง่ายที่จะรวมทั้งสองเข้าด้วยกันเพราะเป็นเรื่องยากสำหรับทุกคนบนโลกที่จะทำงานในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง
ด้วยเหตุนี้ เมื่อคุณคำนวณมวลของคุณบนมาตราส่วนที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานบนโลก น้ำหนักจึงถูกรวมเข้ากับการทำงานของเครื่องชั่งแล้ว มวลไม่ใช่น้ำหนัก แต่เป็นสัดส่วนโดยตรงต่อกันด้วยค่า g ไม่ว่ามันจะเป็นอะไรก็ตาม
แต่สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรในแง่ของหน่วยอิมพีเรียล (ปอนด์และออนซ์)? อันที่จริงมีหน่วยมวลอยู่ในโครงการนี้ซึ่งเรียกว่าทาก แต่ปัจจุบันถูกละเลยไป ถ้ามีคนบอกว่าเธอหนัก 110 ปอนด์ คิดว่านี่เป็นมวลของเธอ ซึ่งจะเท่ากับ 50 กก. ในหน่วย SI
การคำนวณมวลจากตัวแปรอื่น
มวลและความยาวรวมกันทำให้เกิดตัวแปรสำคัญที่เรียกว่าความหนาแน่น ปริมาตร ซึ่งเป็นหน่วยวัดของ "ก้อน" ของสเปซสามมิติ ได้มาจากหน่วยความยาว และในระบบเมตริก มีหน่วยเป็น m3. ความหนาแน่นคือมวลหารด้วยปริมาตร และให้ความรู้สึกถึง "ความหนัก" ของวัตถุที่สัมพันธ์กับขนาดของวัตถุ
ความหนาแน่น ρ = m/V และมีหน่วย SI เป็น kg/m3แม้ว่าหน่วยเช่น g/cm3 มีอยู่ทั่วไปในสภาพแวดล้อมทางวิทยาศาสตร์
- มวล 0.25-m. เป็นเท่าไหร่3 วัตถุที่มีความหนาแน่น 2.5 กก./ม3?
เนื่องจาก ρ = m/V, m = ρV ในกรณีนี้ คุณมี:
(0.25 ม.3)(2.5 กก./ลบ.ม3) = 0.625 กก.