بماذا تقاس الكتلة

محتويات

• ١ الكتلة
• ٢ بماذا تقاس الكتلة
• ٣ طرق تعريف الكتلة علمياً
  • ٣.١ كتلة القصور
  • ٣.٢ كتلة الجاذبيّة
• ٤ ارتباط الكتلة بالمفاهيم الأخرى
  • ٤.١ الكتلة والطاقة
  • ٤.٢ الوزن والكتلة
  • ٤.٣ الحجم والكتلة والكثافة

الكتلة

تعرف الكتلة بأنها عبارة عن مقدار فيزيائي، أو مقدار ما يحتويه الجسم من مادة، وبذلك فهي تختلف اختلافاً كليّاً عن الوزن، وهي مفهوم يرتكز إلى الميكانيكا والمواضيع ذات العلاقة بها، كما أنّها واحدة من خواص المادة الثلاثة، ويرمز إليها بالحرف ك أو m، وتتميّز الكتلة بكونها مقداراً ثابتاً موجوداً في المادة لا يتغيّر في أي زمان أو مكان، ويمكن استخدام الكتلة بشكلٍ يومي بمعنى الوزن دون الاهتمام بمعناها الفيزيائي، كما أنّ لها وحدة قياس سنعرفكم عليها في سطور موضوعنا التالي.

بماذا تقاس الكتلة

يعتبر الغرام هو الوحدة الأساسيّة والرسمية لقياس الكتلة، ومثال ذلك فقد يكون المشبك الورقي كتلته غرام، ولتر من الماء كتلته كيلوغرام وهكذا، وعقد مؤتمر للبحث في وحدات القياس المختلفة وتوحيدها في عام 1960م، ومن أهم نتائج هذا المؤتمر كان اعتماد وحدة نيوتن لقياس الوزن، والغرام لقياس الكتلة، ووحدات القياس الرسميّة هي كالتالي:

• الطن: يعادل مليون غرام.
• الكيلوغرام: يعادل ألف غرام.
• الغرام: يعادل غراماً واحداً.
• الديسيغرام: يعادل 0.1 غرام.
• السنتيغرام: يعادل 0.01 غرام.
• الملليغرام: يعادل 0.001 غرام.

طرق تعريف الكتلة علمياً كتلة القصور

تحدد كتلة القصور تسارع الجسم مع وجود قوة مؤثرة عليه، وحسب ما جاء به قانون نيوتن الثاني فإنّ تأثر جسم معيّن كتلته m بقوّة F، فحينها يصبح تسارعه a يعطى من خلال العلاقة F/m، حيث يعتبر ذلك مقياس قصور الجسم التالي، ومقاومته لتغيير الحالة من الحركة عند تأثير قوة معيّنة عليه.

كتلة الجاذبيّة

تعبر كتلة الجاذبيّة عن مقياس قوّة تفاعل جسم ما مع حقل الجاذبيّة، ويمكن تحديد درجة تأثر الجسم في حقل الجاذبيّة من خلال كتلة المادة، فعندما يوضع جسم أول كتلته m1 على بعد حوالي r من جسم آخر كتلته m2، فعندها يخضع الجسم الأول لقوة جذب F.

ارتباط الكتلة بالمفاهيم الأخرى الكتلة والطاقة

هناك علاقة بين كتلة الجسم وطاقته حسب النسبيّة الخاصة، وتكون الكتلة كميّة لا يمكن خلقها أو التخلص منها، وأضافت النسبيّة حقيقة بأنّه جميع أشكال الطاقة تتضمن كتلة مرتبطة بها، وتضاف هذه الكتلة إلى الأنظمة عند إضافة الطاقة، وتنقص عند نقصان الطاقة، ومثال ذلك أنّه في التفاعلات النوويّة لا يمكن أن يصبح النظام أقل كثافة عند تحرر الطاقة بسبب حدوث تفاعل يسمح لها بالتبدد.

الوزن والكتلة

يعدّ الوزن مجرد قياس لقوّة الجذب التي يتعرّض لها الجسم، وليس له علاقة بالكتلة، ووحدة القياس الرسميّة له هو نيوتن وليس الغرام، ويختلف وزن الأجسام من مكان إلى آخر، حيث يكون على القمر أخف من الأرض، وعلى المشتري أثقل منه على الأرض والقمر، بالإضافة إلى كونه غير موجود في الفضاء، ولكن عندما تكون كتلة الجسم الذي يجذب الأجسام الأخرى معروفة فعندها يمكن قياس الكتلة باستخدام الوزن، وغير ذلك لا يمكن معرفة كتلة الجسم نهائيّاً باستخدام الوزن.

الحجم والكتلة والكثافة

لا توجد علاقة بين الحجم والكتلة، فالحجم هو من الخواص المستقلة والمختلفة، وهو عبارة عن الحيز الذي يشغله الجسم في الفراغ بغض النظر عن كميّة المادة الموجودة في الحيّز، وفي وجود الكثافة يكون من الممكن معرفة الكتلة، وذلك لأنّ الكثافة والحجم والكتلة مرتبطة معاً، ومعرفة اثنين من هذه الأشياء يؤدي إلى معرفة الثالث، والكثافة هي مقدار معيّن يبيّن تركيز المادة في الحيّز الذي تشغله.