Понятия веса и массы часто можно спутать из-за их очевидной взаимозаменяемости в современном просторечии.
Когда кого-то спрашивают об их весе, почти всегда ответ будет в килограммах или фунтах, однако это технически неверно и является выражением его массы, а не веса.
С научной точки зрения масса объекта - это выражение количества материи в любом данном объекте, а вес объекта - это сумма силы тяжести, действующей на эту массу.
На уровне моря на поверхности земли вес и масса объектов очень похожи, однако вес будет варьироваться (0,5-1%) на уровне моря по сравнению с вершиной горы или на экваторе по сравнению с полюсами Земли из-за овулярной формы нашей планеты.
Эти два термина действительно тесно связаны, однако общее предположение об их идентичности неверно. На самом деле они довольно сильно отличаются друг от друга.
Масса против веса
Разница между массой и весом в том, что масса - это скалярная величина, которая определяется как количество вещества, присутствующего в физическом теле. Вес - это векторная величина, которая определяется как сила, действующая на физическое тело под действием гравитации, с которой оно притягивается к центру Земли.
Таблица сравнения массы и веса (в табличной форме)
| Параметр сравнения | Масса | Масса |
|---|---|---|
| Это выражение… | Количество вещества в объекте | Сумма силы тяжести, действующей на массу |
| Это может меняться? | Нет, всегда одно и то же | Да может даже ноль |
| Скалярная или векторная величина | Скалярный. Только имеет величину | Вектор. Имеет направление и величину |
| Единица измерения | Грамм, килограмм, тонна | Ньютон |
| Математическая формула | Сила / ускорение (M = F / a) | Масса x плотность (W = мг) |
| Инструмент измерения | Обычный баланс | Пружинный баланс / весы |
Что такое масса?
Масса объекта - это неизменная величина, которая является выражением количества вещества, составляющего данный объект. Например, гора имеет большую массу, чем футбольный мяч.
Поскольку масса является выражением внутренней материи или объекта, даже если вы переместите гору и футбольный мяч в среду с невесомостью, их соответствующие массы останутся прежними. Это относится и к химическим процессам, которые могут происходить и внутри объекта.
С середины восемнадцатого века, благодаря работам Антуана Лавуазье, мы знали, что общие массы любых химических веществ, взаимодействующих внутри объекта, останутся неизменными до и после реакций.
Массу также можно описать как сопротивление объекта ускорению (также известное как инерция), что означает, что чем больше масса объекта, тем больше силы потребуется для его перемещения.
Интересный способ наблюдать за этим - подвесить над землей предмет значительного веса (10-20 кг) на веревке длиной в несколько метров. Если вы попытаетесь поднять его прямо вверх, вы почувствуете его вес, но если вы слегка толкнете его сбоку, вы почувствуете массу предмета.
Масса измеряется в граммах, килограммах и тоннах, именно так мы обычно выражаем вес здесь, на поверхности земли, что еще больше усугубляет путаницу между весом и массой.
Что такое вес?
Вес выражает гравитационные силы, действующие на объект, однако, несмотря на то, что все объекты имеют гравитационное притяжение, единственное, что имеет значение на Земле, - это сама планета.
На Земле все объекты будут притягиваться к центру планеты с силой девять целых восемь десятых метра в секунду, тогда как на Луну действует гравитационное притяжение Земли, а также других внеземных тел. Вес объекта также может незначительно отличаться на Земле.
На вершине высокой горы объект будет иметь немного меньший вес, чем на уровне моря, из-за незначительного уменьшения силы притяжения от центра планеты (примерно 0,5%).
Из-за овальной формы Земли любой объект также будет иметь немного меньший вес на экваторе, чем на северном или южном полюсе, по той же причине.
Это также применимо, когда космонавты приземляются на Луну. Из-за того, что гравитационное притяжение Луны составляет примерно одну шестую от земного, астронавт будет весить намного меньше, чем на Земле, несмотря на то, что их масса останется прежней.
Объект также может иметь нулевой вес. В ситуации, когда гравитационные силы равны нулю, например в космическом пространстве, где объект будет практически невесомым. Вопреки распространенной формулировке, вес выражается в ньютонах, которые являются общепризнанной единицей силы.
Основные различия между массой и весом
- Масса объекта - это выражение всей материи, из которой состоит объект, тогда как вес измеряет сумму силы тяжести, действующей на эту массу.
- Масса является постоянной величиной и не будет меняться из-за местоположения или химических реакций, однако вес будет варьироваться в зависимости от силы гравитационного притяжения, действующего на нее.
- Масса - это скалярная величина, что означает, что она измеряет только величину, тогда как вес измеряет величину и направление гравитационного притяжения и является векторной величиной.
- Говоря в общих чертах, вызывает недоумение тот факт, что граммы, килограммы и тонны - все это единицы массы. Ньютоны - это единица измерения веса.
- Для точного измерения веса вам потребуются пружинные весы, однако обычные весы также дают точную оценку. Для измерения массы вам потребуются трехлучевые или электронные весы.
Вывод
В нашей повседневной речи термины масса и вес несколько путаются, поскольку мы часто используем единицы измерения массы, когда говорим о весе объекта.
Несмотря на то, что эти два термина связаны между собой, это два очень разных понятия, однако для практических целей обычных людей здесь, на Земле, различия не так очевидны.
Основная отличительная черта заключается в том, что масса не изменяется и является выражением количества физической материи в данном объекте, тогда как вес объекта представляет собой сумму гравитационных сил, действующих на эту массу.
- https://www.chemicool.com/definition/mass.html
- https://sciencing.com/calculate-weight-object-8172507.html
