Koncepcje wagi i masy mogą być często mylone ze względu na ich pozorną wymienność we współczesnym języku narodowym.
Gdy ktoś pyta się o jego wagę, prawie zawsze odpowiedź będzie wyrażona w kilogramach lub funtach, jednak jest to technicznie niepoprawne i wyraża jego masę, a nie wagę.
Z naukowego punktu widzenia masa obiektu jest wyrazem ilości materii w danym obiekcie, a waga obiektu to suma grawitacji działającej na tę masę.
Na poziomie morza na powierzchni ziemi waga i masa obiektów są bardzo podobne, jednak waga będzie się różnić (0,5-1%) na poziomie morza w porównaniu do szczytu góry lub na równiku w porównaniu do biegunów Ziemi, ze względu na do owalnego kształtu naszej planety.
Te dwa terminy są rzeczywiście blisko spokrewnione, jednak powszechne założenie, że są one identyczne, jest błędne. W rzeczywistości różnią się od siebie.
Masa a waga
Różnica między masą a wagą polega na tym, że masa jest wielkością skalarną, która jest definiowana jako ilość materii obecnej w ciele fizycznym. Waga jest wielkością wektorową, która jest definiowana jako siła wywierana na ciało fizyczne przez grawitację, z którą jest przyciągane w kierunku środka Ziemi.
Tabela porównawcza między masą a wagą (w formie tabelarycznej)
| Parametr porównania | Masa | Waga |
|---|---|---|
| Jest wyrazem… | Ilość materii w obiekcie | Suma grawitacji działająca na masę |
| Czy to może się różnić? | Nie, zawsze jest tak samo | Tak, może być nawet zero |
| Wielkość skalarna lub wektorowa | Skalarny. Tylko ma wielkość | Wektor. Ma kierunek i wielkość |
| Jednostka miary | gram, kilogram, tona | Niuton |
| Formuła matematyczna | Siła / przyspieszenie (M=F/a) | Masa x grawitacja (W=mg) |
| Narzędzie pomiaru | Saldo zwykłe | Wagi/wagi wiosenne |
Co to jest Msza?
Masa przedmiotu jest wielkością niezmienną i wyraża ilość materii, która zawiera dany przedmiot. Na przykład góra ma większą masę niż piłka nożna.
Ponieważ masa jest wyrazem wewnętrznej materii lub obiektu, nawet jeśli przeniesiesz górę i piłkę nożną do środowiska o zerowej grawitacji, ich masy pozostaną takie same. Dotyczy to również procesów chemicznych, które mogą zachodzić również wewnątrz obiektu.
Od połowy XVIII wieku, dzięki pracom Antoine'a Lavoisiera, wiemy, że całkowite masy wszelkich związków chemicznych wchodzących w interakcje wewnątrz obiektu pozostaną takie same przed i po zajściu reakcji.
Masę można również opisać jako opór obiektu na przyspieszenie (znany również jako bezwładność), co oznacza, że im większa masa obiektu, tym większa siła będzie potrzebna do jego przemieszczenia.
Ciekawym sposobem na zaobserwowanie tego jest zawieszenie przedmiotu o znacznej wadze (10-20kg) nad ziemią na kilkumetrowej linie. Jeśli spróbujesz podnieść go bezpośrednio do góry, poczujesz jego ciężar, ale jeśli popchniesz go lekko z boku, poczujesz masę przedmiotu
Masę mierzy się w gramach, kilogramach i tonach, w ten sposób zwykle wyrażamy wagę na powierzchni Ziemi, co jeszcze bardziej zwiększa pomylenie wagi i masy.
Co to jest waga?
Waga wyraża siły grawitacyjne działające na obiekt, jednak pomimo tego, że wszystkie obiekty mają przyciąganie grawitacyjne, jedynym znaczeniem na Ziemi jest sama planeta.
Na Ziemi wszystkie obiekty będą przyciągane w kierunku środka planety z siłą dziewięciu przecinek osiem metra na sekundę, podczas gdy na Księżyc działa przyciąganie grawitacyjne Ziemi i innych ciał pozaziemskich. Waga przedmiotu również może się nieznacznie różnić na Ziemi.
Na szczycie wysokiej góry obiekt będzie miał nieco mniejszą wagę niż na poziomie morza, ze względu na nieco zmniejszoną siłę przyciągania ze środka planety (około 0,5%).
Ze względu na owalny kształt Ziemi, każdy obiekt będzie miał również nieco mniejszą wagę na równiku niż na biegunie północnym lub południowym, z tego samego powodu.
Dotyczy to również sytuacji, gdy astronauci lądują na Księżycu. Ze względu na to, że przyciąganie grawitacyjne Księżyca wynosi w przybliżeniu jedną szóstą ziemskiego, astronauta będzie ważył znacznie mniej niż na Ziemi, mimo że ich masa pozostanie taka sama.
Obiekt może również mieć zerową wagę. W sytuacji, gdy siły grawitacyjne są zerowe, jak przestrzeń kosmiczna, gdzie obiekt będzie zasadniczo nieważki. W przeciwieństwie do popularnego sformułowania, wagę wyraża się w niutonach, które są powszechnie uznaną jednostką siły.
Główne różnice między masą a wagą
- Masa obiektu jest wyrażeniem całości materii, z której składa się obiekt, podczas gdy waga mierzy sumę grawitacji działającej na tę masę.
- Masa jest zmienną stałą i nie zmieni się pod wpływem lokalizacji lub reakcji chemicznych, jednak waga będzie się zmieniać w zależności od siły działającego na nią przyciągania grawitacyjnego.
- Masa jest wielkością skalarną, co oznacza, że mierzy tylko wielkość, podczas gdy waga mierzy wielkość i kierunek przyciągania grawitacyjnego i jest wielkością wektorową.
- Mówiąc ogólnie, punktem nieporozumienia jest fakt, że gramy, kilogramy i tony są jednostkami masy. Newtony są jednostką miary wagi.
- Aby dokładnie zmierzyć wagę, będziesz potrzebować wagi sprężynowej, jednak popularne wagi dają również dokładne oszacowanie. Do pomiaru masy potrzebna jest waga potrójna lub waga elektroniczna.
Wniosek
Terminy masa i waga są nieco mylone w naszej codziennej mowie, ponieważ często używamy jednostek miary masy, gdy mówimy o masie obiektu.
Pomimo, że te dwa terminy są ze sobą powiązane, są to dwa bardzo różne pojęcia, jednak z praktycznego punktu widzenia dla zwykłych ludzi na ziemi różnice nie są tak oczywiste.
Głównym wyróżnikiem jest to, że masa się nie zmienia i jest wyrazem ilości materii fizycznej w danym obiekcie, podczas gdy waga obiektu jest sumą sił grawitacyjnych działających na tę masę.
- https://www.chemicool.com/definition/mass.html
- https://sciencing.com/calculate-weight-object-8172507.html
