ההבדלים בין מסה ומשקל לילדים

תוֹכֶן

• מסה לעומת משקל
• יחידות למסה ומשקל
• משקל: כוח בגלל כוח המשיכה
• חוקי התנועה של ניוטון
• מסה הכבידה מול האינרציה

קל לבלבל בין המסה והמשקל. ההבדל הוא יותר ממשהו שמציק לסטודנטים להכין שיעורי בית - הוא נמצא בחזית המדע. אתה יכול לעזור לילדים להבין זאת על ידי מעבר על יחידות ועל ידי דיון בכוח הכבידה, מאיפה המסה מגיעה ואיך המסה והמשקל פועלים במצבים שונים.

מסה לעומת משקל

הבדל חשוב בין המסה למשקל הוא שמשקל הוא כוח ואילו המסה איננה. משקל מתייחס באופן ספציפי לכוח הכוח החל על עצם. המסה משקפת את כמות החומר (כלומר אלקטרונים, פרוטונים ונויטרונים) שאובייקט מכיל. אנו יכולים להציב סולם על הירח ולשקול שם חפץ. המשקל יהיה שונה מכיוון שחוזק הכובד שונה. אבל המסה תהיה זהה.

יחידות למסה ומשקל

בארצות הברית, מאזניים ביתיים ומסחריים מודדים משקל בפאונד, מדד כוח, בעוד שכמעט בכל מדינה אחרת בעולם מדדים מאזניים ביחידות מטריות, כמו גרם או קילוגרם (1,000 גרם). למרות שאתה יכול לומר שמשהו "שוקל" 10 קילוגרמים, אתה מדבר למעשה על המסה שלו, לא על המשקל. במדע, משקל נמדד בניוטון, יחידת הכוח, אך לא משתמשים בהם בחיי היומיום.

משקל: כוח בגלל כוח המשיכה

משקל הוא הכוח איתו כוח הכבידה פועל על עצם. כדי להמיר בין מסה למשקל, אתה משתמש בערך לתאוצת הכבידה g = 9.81 מטר לשנייה בריבוע. כדי לחשב את המשקל, W, בניוטון מכפילים את המסה, מ ', בקילוגרמים פי g: W = mg. כדי להשיג מסה ממשקל, אתה מחלק את המשקל ב- g: m = W / g. סולם מטרי משתמש במשוואה זו כדי לתת לך מסה, אם כי פעולתה הפנימית של הסולם מגיבה לכוח.

עם ילדים, כדאי לדבר על משקל על פלנטה אחרת, על הירח או על אסטרואיד. הערך של g שונה, אך העיקרון הוא זהה. עם זאת, הנוסחאות חלות רק על פני השטח, כאשר תאוצת הכבידה לא משתנה הרבה עם המיקום. הרחק מהשטח, עליך להשתמש בנוסחה של ניוטון לכוח הכבידה בין שני עצמים מרוחקים. עם זאת, אנו לא מתייחסים לכוח זה כמשקל.

חוקי התנועה של ניוטון

חוק התנועה הראשון של ניוטון קובע כי עצמים במנוחה נוטים להישאר במנוחה, ואילו עצמים בתנועה נוטים להישאר בתנועה. החוק השני של ניוטון אומר שהתאוצה, א, של אובייקט שווה לכוח הנקי עליו, F, מחולק במסה שלו: a = F / m. תאוצה היא שינוי בתנועה, ולכן כדי לשנות את מצב התנועה של האובייקט אתה מפעיל כוח. האינרציה, או המסה, של אובייקט מתנגדת לשינוי.

מסה הכבידה מול האינרציה

מכיוון שתאוצה היא תכונה של תנועה, לא משנה, אתה יכול למדוד אותה בלי לדאוג לכוח או מסה. נניח שאתה מפעיל כוח מכני ידוע על עצם, מודד את התאוצה שלו ומתוך זה מחשב את המסה שלו. זו המסה האינרציאלית של האובייקט. לאחר מכן אתה מסדר מצב בו הכוח היחיד על העצם הוא כוח המשיכה, ושוב מודד את תאוצתו ומחשב את המסה שלו. זה נקרא מסת הכבידה של האובייקט. פיסיקאים תהו מזמן אם המסה הכבידה והאינרציה זהה באמת. הרעיון שהם זהים נקרא עקרון השוויון, ויש לו השלכות חשובות על חוקי הפיזיקה. במשך מאות שנים, פיזיקאים ביצעו ניסויים רגישים לבדיקת עקרון השוויון.החל משנת 2008, הניסויים הטובים ביותר אישרו זאת לחלק אחד מתוך 10 טריליון.