فسر لماذا يستعمل العلماء الكتله بدلا من الوزن في قياساتهم

كتابة حسام - تاريخ الكتابة: 3 يناير 2021 , 14:01
فسر لماذا يستعمل العلماء الكتله بدلا من الوزن في قياساتهم

فسر لماذا يستعمل العلماء الكتله بدلا من الوزن في قياساتهم ؟، حيث أن هناك إختلاف كبير بين الكتلة والوزن، وكثيراً ما يتم الخلط بين المصطلحين، ولكن في الحقيقة إن الإختلاف بينهما جوهري، وكل منهما يعبر عن شيء مختلف تماماً في الفيزياء، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الفرق بين الوزن والكتلة، كما ويمكن التصفح في موقع مقالاتي لأنه يعرض الكثير من المواضيع المتعلقة بالوزن وطريقة حسابه فيزيائياً.

ما هي الكتلة

الكتلة (بالإنجليزية: Mass)، هي كمية المادة الموجودة داخل جسم فيزيائي ما، ويتم قياس الكتلة بوحدة الجرام أو بوحدة الكيلوجرام، ويرمز لها في المعادلات والصيغ الرياضية بالرمز m أو بالرمز العربي ك، كما وإن الكتلة هي مقياس لخاصية ثابتة في الفيزياء، ولا تتغير بتغير موضع أو إرتفاع الجسم عن الأرض، وهي تختلف عن الوزن، فهي لا تتأثر بتسارع الجاذبية الأرضية، كما ولا يؤثر الحجم على الكتلة، ولكنه يرتبط بالكتلة بمفهوم الكثافة، فالكثافة تعني مقدار كتلة المادة الموجودة داخل حجم معين في جسم ما.[1]

ما هو الوزن

الوزن (بالإنجليزية: Weight)، هو القوة المؤثرة على الجسم بسبب قوة الجاذبية الأرضية، ويقاس الوزن بوحدة نيوتن وهي وحدة القوة، وذلك بسبب أن الوزن يعتبر في الأصل قوة، حيث أن الوزن حسب قانون نيوتن للحركة هو ردة فعل الأجسام الناتجة بسبب تأثير قوة الجاذبية الأرضية على جذب الأجسام نحو الأرض، ويتم التعبير عن الوزن في المعادلات والقوانين الفيزيائية بالرمز w أو بالحرف العربي و، وهو كمية متجهة، كما ويتأثر مقدار وزن الأجسام حسب موضعها عن سطح الأرض، ويمكن الربط بين الوزن والكتلة عن طريق قانون نيوتن، حيث أنه عن ضرب كتلة جسم ما بمقدار تسارع الجاذبية الأرضية، والذي يساوي حوالي 9.81 م/ث² سيكون الناتج هو وزن الجسم، وإن وحدة النيوتن التي تستخدم في قياس الوزن هي عبارة عن قوة جذب الأرض لكتلة مقدارها 100 جرام.[2]

ولمعرفة كيفية حساب كتلة الأجسام شاهد: كيف احسب كتلة الجسم

فسر لماذا يستعمل العلماء الكتله بدلا من الوزن في قياساتهم

إن التفسير لسبب إستعمال العلماء الكتلة بدلاً من الوزن في قياساتهم هو أن الكتلة لا تتأثر بالجاذبية الأرضية أما الوزن فإنه يتأثر بمقدار وإختلاف الجاذبية الأرضية وبموضعه عن الأرض، وعلى سبيل المثال قد يكون وزن أي جسم على القمر أقل من وزنه على الأرض، وذلك بسبب إنخفاض مقدار جاذبية القمر بالنسبة للجاذبية الأرضية، ولكن سيظل لهذا الجسم نفس الكتلة سواء كانت على سطح الأرض أو سطح القمر، وهذا لأن الوزن هو عبارة عن قوة تتأثر بمقدار الجاذبية، بينما الكتلة هي الخاصية التي تحدد كمية المادة الموجودة في الجسم، وللتوضيح أكثر سيبلغ وزن جسم كتلته كيلوجرام واحد حوالي 9.8 نيوتن على سطح الأرض، وحوالي سدس وزنه على سطح القمر، وإن هذا الإختلاف بين المصطلحين هو الذي جعل العلماء يستعملون الكتلة بدلاً من الوزن في القوانين والقياسات وذلك لإنها خاصية ثابتة ولا تتأثر بالجاذبية، وفيما يلي جدول يوضح الفرق بين الوزن والكتلة بالتفصيل:[3]

المتغير الكتلة الوزن
الجاذبية الكتلة هي خاصية للمادة، حيث إن كتلة الجسم هي نفسها في كل مكان. الوزن يعتمد على تأثير الجاذبية، حيث أنه سيزيد الوزن أو ينقص مع إرتفاع أو إنخفاض الجاذبية.
المقدار لا يمكن أن تكون الكتلة صفراً. يمكن أن يكون الوزن صفراً إذا لم تؤثر الجاذبية على جسم ما، كما هو الحال في الفضاء.
الموقع الكتلة لا تتغير حسب الموقع. يختلف الوزن حسب الموقع.
الكمية الكتلة هي كمية قياسية، حيث لا يكون لها الا مقدار الوزن هو كمية متجهة، حيث يكون له مقدار وإتجاه.
القياس يمكن قياس الكتلة بإستخدام ميزان عادي. يقاس الوزن بإستخدام ميزان زنبركي مخصص لقياس الوزن
الوحدة تقاس الكتلة عادة بالجرام أو بالكيلوجرام. غالباً ما يقاس الوزن بوحدة النيوتن، وهي وحدة القوة.

ولمعرفة القوة التي تقاوم حركة الإنزلاق شاهد المقال: ما اسم القوة التي تقاوم حركة الانزلاق بين سطحين

طريقة تحويل الكتلة إلى وزن

يمكن تحويل كتلة جسم ما إلى وزن عن طريق الصيغ الرياضية، والتي تنص على أن وزن الجسم يساوي مقدار كتلته مضروباً بمقدار تسارع الجاذبية الأرضية، ويمكن كتابة هذه الصيغة بشكل رياضي على النحو الأتي:[4]

الوزن = الكتلة × تسارع الجاذبية
و = ك × ت

حيث إن و هي الوزن و ك هي الكتلة و ت هي تسارع الجاذبية الأرضية، وإن تسارع الجاذبية الأرضية هو مقدار ثابت وهو يساوي حوالي 9.81 م/ث²، ولتوضيح طريقة تحويل الكتلة إلى وزن بشكل أفضل، سنذكر بعض الأمثلة العملية على التحويل:

  • المثال الأول: تحويل 50 كيلو جرام إلى وزن
    طريقة التحويل:
    و = ك × ت
    و = 50 × 9.81
    و = 490.5 نيوتن
    50 كيلو جرام = 490.5 نيوتن
  • المثال الثاني: تحويل 125 كيلو جرام إلى وزن
    طريقة التحويل:
    و = ك × ت
    و = 125 × 9.81
    و = 1226.25 نيوتن
    125 كيلو جرام = 1226.25 نيوتن
  • المثال الثالث: تحويل 300 جرام إلى وزن
    طريقة التحويل:
    و = ك × ت
    أولا يجب تحويل الكتلة إلى وحدة الكيلو جرام، حيث إن:
    300 جرام = 0.3 كيلو جرام
    و = 0.3 × 9.81
    و = 2.943 نيوتن
    0.3 كيلو جرام = 2.943 نيوتن

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا سبب لماذا يستعمل العلماء الكتله بدلا من الوزن في قياساتهم، كما ووضحنا بالتفصيل ما هي الكتلة وما هو الوزن، وذكرنا أهم الإختلافات بينهما، وذكرنا بالخطوات التفصيلية طريقة تحويل الكتلة إلى وزن مع ذكر الأمثلة العملية على طريقة التحويل.

المراجع

  1. ^ qrg.northwestern.edu , What is mass , 2/1/2021
  2. ^ khanacademy.org , What is weight , 2/1/2021
  3. ^ thoughtco.com , What Is the Difference Between Weight and Mass , 2/1/2021
  4. ^ sciencing.com , How to Find Mass in Weight , 2/1/2021