فهم الفرق بين الكتلة والوزن
من الأمور الشائعة الخلط بين مفهومي الكتلة والوزن، حيث يُعتقد أحيانًا أنهما مصطلحان مترادفان، بينما في الواقع يختلفان اختلافًا جوهريًا. في هذا المقال، سنلقي الضوء على كل من الكتلة والوزن، ونوضح الفروق بينهما، وكيفية قياس كل منهما، وكيفية تحويل الكتلة إلى وزن.
جدول المحتويات
مفهوم الكتلة والوزن
الكُتلة تُعرف بأنها كمية المادة الموجودة في جسم معين. إنها تُعبر عن كمية المادة التي يتكون منها الجسم، وهي صفة ثابتة لا تتغير بغض النظر عن موقع الجسم أو قوة الجاذبية المؤثرة عليه. فمثلاً، إذا كان لديك قطعة من الحديد، فإن كتلة هذه القطعة ستبقى كما هي سواء تم قياسها على الأرض أو على سطح القمر.
أما الوزن فيمثّل قوة جذب الأرض لجسم معين. يعتمد الوزن على كتلة الجسم وقوة الجاذبية الأرضية المؤثرة عليه. فكلما زادت كتلة الجسم، زاد وزنه، وكلما زادت قوة الجاذبية الأرضية زاد الوزن. على سبيل المثال، جسم وزنه 100 نيوتن على سطح الأرض، سيصبح وزنه أقل على سطح القمر لضعف قوة الجاذبية الأرضية على سطح القمر.
قياس الكتلة والوزن
يتم قياس الوزن باستخدام ميزان قياس الوزن. يعمل الميزان على قياس قوة سحب الأرض على الجسم. بينما تُقاس الكتلة باستخدام ميزان ذو ذراعين، حيث يتم موازنة كتلة الجسم مع كتلة معروفة مسبقًا. من المهم ملاحظة أنه يمكن معرفة قيمة الكتلة من خلال الوزن إذا كانت شدة الجاذبية الأرضية ثابتة، وذلك باستخدام ميزان نابض أو زنبركي.
تُقاس الكتلة بوحدة “كيلوغرام” أو “غرام” أو “مللي غرام”، بينما يُقاس الوزن بوحدة “نيوتن”.
التحويل من كتلة إلى وزن
يمكن تحويل الكتلة إلى وزن باستخدام قانون نيوتن الثاني للحركة، والذي ينص على أن “القوة تساوي الكتلة مضروبة في التسارع”.
في هذه الحالة، تُعبر القوة عن الوزن، والتسارع هو تسارع الجاذبية الأرضية، والذي يُقدر بحوالي 9.8 متر/ثانية تربيع على سطح الأرض. لذلك، يمكن حساب الوزن من خلال ضرب كتلة الجسم في تسارع الجاذبية الأرضية.
على سبيل المثال، إذا كانت كتلة جسم ما 10 كيلوغرام، فإن وزنه على الأرض يساوي:
الوزن = الكتلة × التسارع = 10 كجم × 9.8 م/ث² = 98 نيوتن
من المهم ملاحظة أن الوزن يختلف من مكان لآخر بسبب اختلاف قوة الجاذبية الأرضية. لذلك، فإن وزن جسم ما على سطح القمر سيكون أقل من وزنه على سطح الأرض، بينما على كوكب المشتري سيكون وزنه أكبر.
