الكتلة
تعرف الكتلة بأنّها الخاصية المادية للجسم ومقياس مقاومته للتسارع، أي التغير في حالته الحركية عند تعرضه لقوة ما، كما يمكن التعبير عنها بأنّها قوة جذب الجسم للأجسام الأخرى، وتعد الوحدة الأساسية لقياس الكتلة في النظام المتري هي الكيلوغرام، والذي يساوي 100 غرام، وقد تم تعريفه لأول مرة في عام 1795م على أنّه واحد سنتيمتر مكعب من الماء عند نقطة انصهار الجليد، وقد تمت إعادة تعريفه في العام 2019م، ويختلف مفهوم الكتلة عن مفهوم الوزن بالرغم من أنّه يمكن حساب الكتلة باستخدام الوزن، وعادة ما يتم قياس الكتل بأجهزة محددة وحسابات معينة، ولكن كيف أحسب كتلة الجسم بطرق مختلفة، سيتم تاليًا الإجابة عن هذا التساؤل.[١]
كيف أحسب كتلة الجسم
بما أنّ الكتلة تعبّر عن عن مقدار المادة الموجودة في جسم ما، فهي عبارة عن شيء ملموس يمكن قياسه، وعادة ما ترتبط كتلة المادة بالحجم، لكن لا يعني الحجم الأكبر كتلة أكبر بالضرورة، وقد يتساءل البعض "كيف أحسب كتلة الجسم؟"، لذا يمكن القول بأنّ هناك طرق عدة لتحديد كتلة جسم ما، ومن أهم هذه الطرق ما يأتي:[٢]
- حساب الكتلة من الكثافة والحجم: كل مادة لها كثافة خاصة بها وتقاس بوحدة الكيلوغرام لكل متر مكعب، أو غرام لكل سم مكعب في حال الأجسام الأصغر، كما يعبّر الحجم عن الحيز الذي يشغله جسم ما، ويقاس حجم المواد الصلبة بالسنتيمتر المكعب، بينما يقاس حجم السوائل بوحدة اللتر أو المليمتر، وبمعرفة قيمة كل من حجم المادة، وكثافتها يمكن إيجاد كتلة المادة وفقًا للصيغة الآتية: الكتلة = الكثافة * الحجم.
- حساب الكتلة من القوة والتسارع: وذلك من خلال استخدام قانون نيوتن الثاني للحركة والذي ينص على أنّ القوة تساوي الكتلة مضروبة بالتسارع، ومن هذه العلاقة يمكن حساب الكتلة حسب الصيغة الآتية: الكتلة = القوة/التسارع.
- باستخدام ميزان الشعاع الثلاثي: وهو عبارة عن جهاز يستخدم لقياس كتلة الأجسام، ولا يتأثر هذا النوع من الموازين بالجاذبية الأرضية لذا يعد من أدقّ الأدوات التي تستخدم لقياس الكتل الحقيقية للأجسام المختلفة، ويعمل من خلال مقارنة كتلة معروفة بكتلة غير معروفة.
الفرق بين الكتلة والوزن
بعد إجابة سؤال: "كيف أحسب كتلة الجسم؟"، ينبغي التعرف على الفرق بين مفهوم الكتلة والوزن، حيث يخلط الكثيرون بين المصطلحين دون إدراك للفرق بينهما؛ فالكتلة هي مقدار المادة الموجودة بالجسم، بينما يعد الوزن مقياسًا لمدى تأثير قوة الجاذبية على تلك الكتلة، وعادة يتم حساب الوزن من خلال معرفة الكتلة وفقًا للصيغة الآتية:[٣]
الوزن = الكتلة * تسارع الجاذبية الأرضية.
يمكن القول أنّ مقدار الكتلة يبقى ثابتًا ولا يتغير بتغير الجاذبية، بينما يتأثر الوزن بمقدار الجاذبية، فمثلًا وزن جسم ما على سطح الأرض مختلف عن وزنه فوق سطح القمر، بينما كتلته تبقى كما هي، ولدى مقارنة الكتلة والوزن تظهر الفروقات الأساسية الآتية:[٣]
- الكتلة قيمة ثابتة لا تتأثر بتغير مقدار الجاذبية، بينما يتأثر الوزن بتغير قيمة جاذبية السطح.
- قيمة الكتلة لا يمكن أن تساوي صفرًا، بينما قد يساوي الوزن صفرًا في حالة انعدام الجاذبية، كما في الفضاء الخارجي.
- الكتلة عبارة عن كمية عددية لها مقدار محدد، بينما الوزن كمية متجهة لها مقدار واتجاه.
- تقاس الكتلة باستخدام ميزان عادي، بينما يستخدم الميزان النابضي لقياس الوزن.
- تقاس الكتلة بوحدات مثل الغرام والكيلوغرام، بينما يقاس الوزن بوحدة القوة وهي النيوتن.
المراجع
- ↑ "Mass", www.wikiwand.com, Retrieved 8-1-2020. Edited.
- ↑ "How to Calculate Mass", www.wikihow.com, Retrieved 9-1-2020. Edited.
- ^ أ ب "What Is the Difference Between Weight and Mass?", www.thoughtco.com, Retrieved 9-1-2020. Edited.
