Mass Vs Vikt: Skillnaden mellan de två

Anonim

I vårt språk är "massa" och "vikt" termer som ofta byts ut, men tekniskt är de bara tvillingar. I vetenskaplig terminologi representerar "vikt" och "massa" tydliga och stela definitioner. Så

.

vad är skillnaden?

" Massa " definieras som mängden materia som ett objekt innehåller. Medan " vikt " representerar den kraft som en masshaltig kropp utövar på en annan kropp, rent under påverkan av tyngdkraften. Mässan är ogenomtränglig för tyngdkrafterna, tyngden är utförandet av denna kraft i sig.

Massa

Ju högre massa, desto svårare är det att förskjuta eller stoppa materia i sina spår - större stenar är inte bara svårare att trycka eller lyfta, men kräver också att mer eldkraft ska innehålla sin rörelse än mindre, lättare bergarter. Standardenheten för massa är kilogram (kg).

En särskild egenskap hos massan är att den är konstant, oavsett position i rymden . Tyngdloven berättar för oss att två föremål lockas mot varandra med en kraft som är proportionell mot produkten av deras massor. Emellertid har kraften inte någon effekt på massans storlek. Ett 60 kg block på jorden kommer också att vara 60 kg på Mars, Saturnus eller något avlägset hörn av vårt likgiltiga Universum.

(Fotokredit: Pixabay)

Naturligtvis har jag inte beaktat effekterna av speciell relativitet, där massan tenderar att öka på grund av ett tillägg av överskott av materia eller energi när den rör sig vid relativistiska hastigheter eller hastigheter nära ljusets hastighet. Boring i dessa djup skulle vara bortom omfattningen av denna artikel.

Vikt

Medan massan är ogenomtränglig för gravitationskrafterna, är vikt själva utföringsformen av denna kraft. Det är gravitationsstyrkan vid vilken ett föremål drages mot en annan. Eftersom vikten är en kraft är dess måttenhet standardkraften: Newton (N). För ett bättre perspektiv är vikt den kraft som vår massa utövar på jorden.

Ovanstående resultat minskar tyngdlagen till Newtons andra lagen om rörelse: F = ma. Varje föremål för massa m faller ständigt mot jorden vid en acceleration g. Det betecknar accelerationen på grund av jordens gravitation; den storleken är 9, 8 meter per sekund kvadrat.

Accelerationsnivån är olika för olika himmelska kroppar, eftersom det beror på massan av den aktuella kroppen. Månens acceleration på grund av gravitation är till exempel 1.620 meter per sekund kvadrat. Därför väger objekt 1/6 av vad de väger på jorden.

Således väger en astronaut med massa 90 kg 90 x 9, 8 = 882 Newton på jorden , men han eller hon väger 90 x 1, 620 = 145, 8 Newton på månen. På samma sätt kommer en objekts vikt att vara mycket större om den vilar på en tyngre kropp, som Jupiter eller Saturnus.

Observera att astronautens massa förblir densamma under hela detta konstiga experiment (dvs. 90 kilogram). Apparaten som han bär, en vägningsmaskin, skulle emellertid inte hålla med. Det skulle ge höga felaktiga resultat på månen

.

men varför?

Hur får vi massa från vikt?

Vägmaskiner mäter den normala kraften som genereras av jorden, men de är kalibrerade på ett sådant sätt att de delar upp denna kraft med 9, 8 och ger en approximation av vår massa ( m = F / g ).

Att bära en vägskala som är kalibrerad till jordens gravitation kommer därför att producera felaktiga resultat på t.ex. Mars eller månen. Denna mekanism gör dem också värdelösa i fritt fall eller utrymme, eftersom det fria fallet tvingar vägskalan att falla i samma takt som vi gör; det finns ingen normal kraft som produceras och nålen förblir oförändrad.

På samma sätt kan flytande i rymden utan någon yta under den orsaka att nålen står kall och upprätt under siffernoll.

Ett annat instrument som kan mäta massa är strålbalansen. Den geniala, men mycket enkla mekanismen för en balansbalans är sådan att den kan användas för att mäta massa oavsett position i rymden. Emellertid är massan som avbildas av en balansbalans fortfarande inte objektiv.

På ett sätt kan man dra slutsatsen att en strålbalans, i likhet med en vågskala, endast finner en okänd massa genom att jämföra den med en känd - den kalibreras till en fast känd massa. Faktum är att standardmängden, en kilogram, motsvarar ett föremål som återföres i ett mycket säkert valv i Frankrike.

(Foto Kredit: Japs 88 / Wikimedia Commons)

Flera forskare har spekulerat på möjligheten av vissa nya sätt att definiera ett kilo och mäta massa objektivt. Den mest fascinerande, men ytterst utmanande av dessa idéer är att räkna enskilda atomer som utgör kroppens massa och få en aritmetisk summa av sina massor!

Så nästa gång du njuter av småprat och någon muterar "Jag väger 90 pund", njut av din vetenskapliga kunskap, ta med dig medvetandet denna nyfärdade lektion, ta ett djupt andetag och med ett ömt leende, oavsett hur nedslående det kan låta, rätta till dem. När allt är kunskap är den bästa gåvan en man kan ge, och bevittnar sig att bli slungad ur festen.