التمايز بين الكتلة والوزن
يعاني العديد من الأفراد من صعوبة في التفريق بين مفهومي الكتلة والوزن، حيث يعتقد الكثيرون أنهما متطابقان ولا يوجد بينهما فرق. هذا المفهوم غير دقيق تمامًا. في هذا المقال، سنستعرض تعريف كل من الكتلة والوزن، مع توضيح الفروق الجوهرية بينهما في عدة جوانب.
تعريف الكتلة والوزن
من المهم أن نفهم أن الكتلة والوزن هما من المفاهيم الرئيسية في علم الفيزياء والتي يتم استخدامها بشكل كثير، حتى من قبل غير المتخصصين. على سبيل المثال، قد يستخدم البعض كلمة “وزن” للإشارة إلى الكتلة في المحلات التجارية، مع الإشارة إلى المقاييس مثل الغرام، الكيلوغرام، أو الرطل.
تعرف الكتلة بأنها كمية المادة الموجودة داخل جسم معين، وهي خاصية ترتبط بالجسم نفسه ولا تتغير بتغير المكان أو الظروف الزمنية. في المقابل، يمثل الوزن قوة الجاذبية التي تمارسها الأرض على هذا الجسم، وهو يعتمد فيزيائيًا على كل من كتلة الجسم وتسارعه. ومن المهم الإشارة إلى أن الوزن يتغير باختلاف الموقع؛ على سبيل المثال، يكون وزن الجسم على سطح القمر أقل من وزنه على سطح الأرض بسبب انخفاض قوة الجاذبية هناك.
طرق قياس الكتلة والوزن
يتم قياس الوزن باستخدام ميزان يقوم بحساب قوة الجاذبية التي تؤثر على الجسم. أما الكتلة، فتعرف قيمتها من خلال مقارنة كتلة الجسم مع كتلة أخرى معروفة مسبقًا، ويُستخدم ميزان خاص يُعرف بالميزان النابضي لهذا الغرض. في ظل ثبات الجاذبية الأرضية، يمكن استخدام الوزن لحساب الكتلة. تقاس الكتلة بوحدات مثل الكيلوغرام، الغرام، أو المليغرام، بينما الوزن يقاس بوحدات النيوتن. وفي مجال الفيزياء، تعتبر الكتلة كمية قياسية، بينما الوزن يعد كمية متجهة أو مشتقة.
تحويل الكتلة إلى وزن
يمكن استخدام قانون نيوتن الثاني لتحويل الوزن إلى كتلة عبر المعادلة التالية: القوة = الكتلة × التسارع، حيث تمثل القوة الوزن وتكون قيمة التسارع ثابتة على سطح الأرض وتساوي 9.8 م/ث². وقد تم قياس أوزان أجسام محددة على مجموعة من الكواكب ومقارنتها بوزنها على الأرض. وكانت النتائج كما يلي: وزن الجسم على كوكب المريخ يعادل 0.378، وعلى كوكب الزهرة 0.907، بينما على سطح القمر كان 0.165. أما على كوكب المشتري فكان 0.377، وعلى زحل 0.910، وعلى نبتون 1.125، وعلى أورانوس 0.889، في حين أن وزن الجسم على الأرض يمثل القيمة 1، وعلى القمر كانت قيمته 0.165.