ما الفرق بين الكتلة والوزن
شرح الكتلة والوزن
مرحباً بكم متابعينا الأعزاء طلاب وطالبات العلم في موقع باك نت.baknit الموقع التعليمي المتميز والمتفوق بمنهجية الإجابة الصحيحة والنموذجية من مرحلة التعليم الابتدائي والمتوسط والثانوي bac 2023 كما يسرنا بزيارتكم أن نقدم أهم المعلومات والحلول وأفضل الأسئله بإجابتها الصحيحه من شتى المجالات التعلمية من مقرر المناهج التعليمية 2022 2023 وكما عودناكم أعزائي الزوار في صفحة موقع باك نت أن نطرح لكم ما تبحثون عنه وهو .......ما الفرق بين الكتلة والوزن
وتكون الإجابة على سؤالكم هي على النحو التالي
ما الفرق بين الكتلة والوزن؟
على الرغم من ارتباط الكتلة والوزن بمفهومنا، فإنهما في الواقع مُختلفان تمامًا. قد تكون عديم الوزن في الفضاء، لكن كٌتلتك دائمًا معك.
غالبًا ما نستخدم كلمتي «الكتلة» و «الوزن» على أنهما تعنيان الشيء ذاته، إلا أنهما في الحقيقة تعنيان شيئين مُختلفين تمامًا.
كُتلتك دائمًا هي نفسها، بغض النظر عن المكان الذي تذهب إليه في الكون، أما وزنك، من جهة أخرى، يتغير من مكان إلى آخر.
الكُتلة تُقاس بالكيلوغرام.
على الرغم من أننا نتحدث عادةً عن الوزن بالكيلوغرام (ثقلي)، إلا أنه يجب أن يُقاس بدقة بوحدات القوة (النيوتن).
الكُتلة هي مقياس لمدى مُقاومة الجسم لتغير حالة الحركة الخاص به، والذي يُعرف أيضًا بمُصطلح «القصور الذاتيّ او العطالة Inertia» .
عند ترك جسمٍ ما لحاله، سيبقى ساكنًا أو سيبقى متحركًا في خط مستقيم.
فَكِّر في كرة الهوكي الطائرة (Air Hockey) وهي موضوعة على الطاولة، ما لم توجد قوة – مثل الاحتكاك أو الاصطدام بالجدار – تؤثر على كرة الهوكي، فإنها ستستمر في الانزلاق بنفس المسار إلى الأبد.
الكُتلة هي مقياس لكمية القوة اللازمة لتغيير ذلك المسار.
تعتمد الكُتلة على مقدار المادة -الذرات وما إلى ذلك – في الجسم.
المزيد من الكُتلة يعني المزيد من القصور الذاتي، أي الكثير من الطاقة اللازمة لتغيير حالته.
هذه هي فكرة إسحاق نيوتن عن الكتلة، والمُعززة بقوانين الحركة الشهيرة التي وضعها في أواخر القرن السابع عشر.
وهي ليست دقيقةً تمامًا عندما تُطبق على السُرعات العالية جدا، إذ أن النظرية النسبية الخاصة -التي وضعها البرت اينشتاين في القرن العشرين- هي التي يتوجب أن تُستخدم في هذه الحالة.
لكنها مُفيدة في مُعظم الحالات في الحياة اليومية.
الوزن، من ناحية أخرى، هو مقياس لمقدار قوة الجاذبية المُسلطة على جسمٍ ما.
تزداد هذه القوة اطرادًا مع زيادة كُتلة الجسم: كلما ازداد القصور الذاتي، ازدادت قوة الجاذبية.
على سطح الأرض، تبلغ قوة الجاذبية حوالي 9.8 نيوتن لكل كيلوغرام.
السبب في كوننا نستخدم الكُتلة والوزن -على أنهما متشابهان على حد سواء- هو فقط للتعامل مع ظروف سطح الأرض.
عندما نقول أن شخصًا ما يزن 70 كيلوغرامًا، فإننا نعني بذلك أن كُتلته تُساوي 70 كيلوغرامًا، أما وزنه سيبلغ 686 نيوتن. وذلك بضرب
70 × 9.8 = 686
(9.8 هو مقدار تسارع الجاذبية الأرضية).
هذه القوة – 686 نيوتن – هي في الواقع ما يُستخدم في ميزانك الشخصي.
إلا أنه يقوم بتحويلها إلى كيلوغرامات بعد ذلك، للتبسيط.
على سطح القمر، حيث تكون قوة الجاذبية أضعف (حوالي سُدس جاذبية الأرض، أو 1.6 نيوتن لكل كيلوغرام)، فإن رائد الفضاء الذي يبلغ وزنه 70 كيلوغرامًا يزن 112 نيوتن فقط، وهذا ما يساوي 11.5 كيلو غرام على سطح الأرض.
حتى في محطة الفضاء الدولية، حيث يكون رواد الفضاء عديمي الوزن، فهم ما يزالون يملكون كُتلة: يجب عليهم أن يبذلوا جُهدًا لدفع أو سحب أنفسهِم بمساعدة الجدران، وكلما ازدادت كُتلتهم زادت حاجتهم لبذل جُهدٍ أكثر. لذلك قد تكون الرحلة إلى الفضاء هي الطريقة الأسرع لفقدان الوزن، لكن فقدان الكُتلة هو أمرٌ آخر
الفرق بين الكتلة والوزن
مفهوم الكتله و مفهوم الوزن
يُشار إلى كتلة جسم ما في الاستخدام الشائع على أنها وزنه، ولكن في الحقيقة فالكتلة والوزن مفهومان وكميتان مختلفان. في السياق العلمي، الكتلة هي مقدار المادة في الجسم (على الرغم من صعوبة تحديد ما هي المادة)، بينما الوزن هو القوة المطبقة على الجسم من قبل الجاذبية. بكلمات أخرى، يزن الجسم الذي كتلته 1 كيلوغرام، 9.81 نيوتن على سطح الأرض، وهذا الرقم ناتج عن ضرب كتلة الجسم بقوة حقل الجاذبية. وزن الجسم على المريخ أقل إذ تكون الجاذبية أضعف، وأضعف على زحل وتكون صغيرة جدًا في الفضاء كلما ابتعدنا عن مصدر الجاذبية الرئيسي، ولكن الجسم سيملك الكتلة ذاتها دائمًا.
تملك الاجسام على سطح الأرض وزنًا، على الرغم من صعوبة قياس هذا الوزن أحيانًا. على سبيل المثال، جسم صغير طافٍ على الماء قد يظهر أنه لا يمتلك وزنًا طالما أن الماء يجعله طافيًا، ولكن وُجد أنه يمتلك وزنه الاعتيادي عند إضافته إلى الماء في مستوعب يدعمه بالكامل، وله وزن على مقياس معين. لهذا، يحول الجسم عديم الوزن الطافي على سطح الماء وزنه إلى قاع المستوعب (حيث يزداد الضغط). بشكل مشابه، البالون الذي له كتلة ولكن يبدو أنه عديم الوزن وذلك بسبب الطفو في الهواء، ومع ذلك، يُحول وزن البالون والغاز بداخله بالكاد إلى مساحة كبيرة من سطح الأرض ما يجعل مهمة قياسه صعبةً. يوزع وزن الطائرة التي تطير في الجو إلى الأرض ولكنه لا يختفي. إذا كانت الطائرة في مرحلة الطيران، يوزع ذات الوزن الثقلي على سطح الأرض كما لو كانت الطائرة على المدرج، ولكنه ينتشر على مساحة أوسع.
لعل التعريف العلمي الأفضل للكتلة هو وصفها على أنها مؤلفة من القصور الذاتي، وهو مقاومة الجسم لمحاولة تسريعه عندما تؤثر عليه قوة خارجية. الوزن الجاذبي هو القوة الناشئة عن تأثير حقل الجاذبية على الكتلة وعندها لا يُسمح للجسم بالسقوط الحر ولكن تدعمه أو تثبطه قوة ميكانيكية مثل سطح الكوكب، تؤلف مثل هذه القوة الوزن. يمكن إضافة هذه القوة من قبل أي قوة أخرى.
بينما يختلف وزن الجسم بالنسبة لقوة حقل الجاذبية، تبقى كتلته ثابتة، طالما لا تُضاف أي مادة أو طاقة إلى الجسم. على سبيل المثال، بالرغم من أن القمر الاصطناعي الموجود في المدار (خصوصًا في حالة السقوط الحر) عديم الوزن، يبقى محتفظًا بوزنه وقصوره الذاتي. وفقًا لذلك، وحتى في المدار، يتطلب من رائد الفضاء الذي يحاول تسريع القمر الصناعي في أي اتجاه تطبيق قوة لتسريع قمر اصطناعي كتلته 10 أطنان، عشرة أضعاف القوة اللازمة لقمر صناعي بكتلة طن واحد.
تحويل الوحدات إلى قوة معادلة لها على الأرضعدل
عندما يُعبر عن وزن جسم ما (قوة الجاذبية الخاصة به) بالكيلوغرام، يُشير هذا حقيقةً إلى الكيلوغرام الثقلي، وهي وحدة للقوة غير موجودة في النظام الدولي للوحدات. تخضع كل الاجسام على سطح الأرض لتسارع الجاذبية المقدر بـ 9,8. عدّل المؤتمر العام للأوزان والقياس قيمة الجاذبية المعيارية لتصبح 9,80665، ليكون في التخصصات مثل علم القياس قيمة معيارية لتحويل الوحدات بكتلة معينة إلى قوة معينة وضغط معين، لهذا يساوي الكيلوغرام الثقلي 9,80665 نيوتن. في الواقع، يختلف التسارع الجاذبي (رمزه ج) بشكل بسيط تبعًا للعرض الجغرافي والارتفاع والكثافة تحت الأرضية، تكون هذه الاختلافات عادةً مساوية لعدة أعشار بالمئة.
يميز المهندسون والعلماء بين الكتلة والقوة والوزن. يحول المهندسون في اختصاصات تتضمن الحمل الوزني (القوة على بنية بسبب الجاذبية) مثل الهندسة الإنشائية، كتلة الأجسام مثل الكتل والسيارات (المعبر عنها بالكيلوغرام) إلى قوة بالنيوتن (بضربها بمعامل يبلغ 9.8، ويعد استخدام رقمين بعد الفاصلة ناجعًا لمثل هذه الحسابات) لاشتقاق حمل الكتلة. تُقاس الخصائص المادية مثل معامل المرونة وتنشر بمصطلحات مثل النيوتن والباسكال (وحدة للضغط مرتبطة بالنيوتن).
