الفرق بين الكتلة والوزن والحجم والكثافة، بالكاد يعتقد معظم الناس أن هناك فرقًا بين “الوزن” و “الكتلة” ولا يمكن للشخص العادي أن يختبر بشكل غير مباشر ما كان من المفترض أن يعنيه حتى بدأنا في استكشافه كون الفضاء “عديم الوزن” لأنه بعد ذلك ارتبك الجميع في الفرق بين “الوزن” و “الكثافة” ؟!
لذلك نأمل أن نتمكن في هذه المقالة من شرح الفرق بين الكتلة والوزن والحجم والكثافة بوضوح حتى لا تواجه مشكلة في شرح الفرق لطلابك. اتبع موقع ترينداتة لمعرفة المزيد حول الفرق بين الكتلة والوزن والحجم والكثافة.
جدول المحتويات
الكتلة (م)
هذا المفهوم أساسي جدًا، مثل الطول والوقت، من المستحيل حقًا تحديده. دعا إسحاق نيوتن الكتلة مقدار المادة.
يمكننا التحدث في أي مكان، ولكن في النهاية علينا أن نعترف بأن كلماتنا تفشل، ويقول البعض إن الكتلة هي مقدار المادة في شيء ما (ونأمل ألا يسأل أحد: ما هو الأمر؟).
يقول آخرون إن الكتلة هي مقياس لقصور الجسم (الذي يفترض أننا نفهم الخاصية المراوغة للقصور الذاتي).
ومما يزيد الارتباك أن الكتلة مرتبطة بقصور الجسم، ولكن ترتبط أيضًا بمدى انجذاب الأجسام الصلبة إلى الأرض.
لقد تم الخلط بين العقول الأفضل منا حول معنى مصطلح “الكتلة”، وحتى اليوم العقول الأفضل منا تفكر حقًا في ما تعنيه الكتلة حقًا.
طريقتنا في التخلي عن المهمة المستحيلة لقياس الكتلة هي أن نقول: الكتلة هي قياس كمية “الأشياء” في شيء ما.
هذا التعريف محير حقًا ويمكنك معرفة معنى “الأشياء”! في النظام المتري، تُقاس الكتلة بالكيلوجرام والجرام، وهذه هي الوحدات التي سنستخدمها غالبًا.
أنظر أيضا: العدد الذري للنحاس في الكتلة الذرية
الوزن (ث)
إذا تمكنت أخيرًا من قبول فكرة الكتلة، حتى لو لم نتمكن من تعريفها، فإن الوزن بسيط: وزن الكتلة هو القوة.
الذي يسحب الأرض من الكتلة ؛ نأمل أن يكون لديك إحساس بما تعنيه القوة.
يمكن فهم الفكرة الكاملة للوزن على أنها قوة الجاذبية لشيء ما، وعادة ما نقضي معظم وقتنا على الأرض.
إذن وزننا هو القوة التي تشدها الأرض علينا ؛ ومع ذلك، عندما نبتعد عن الأرض، فإن القوة التي تجذبها الأرض نحونا ستكون أقل، وبالتالي سيكون وزننا أقل.
إذا كنت تعيش على كوكب المريخ، فربما يتغير التعريف أعلاه إلى: “وزن الكتلة هو القوة التي يسحبها المريخ على الكتلة.”
تتعلق فكرة الوزن بأكملها بالجاذبية، وسيكون من الصحيح القول، بغض النظر عن مكان وجودك في الكون، أن: “وزن الكتلة هو قوة الجاذبية على الكتلة. “
في النظام المتري، تُقاس القوة بالنيوتن، لذا يُقاس الوزن أيضًا بالنيوتن، وتزن كتلة 1 كجم 9.8 نيوتن على الأرض.
الحجم (v)
هو مقدار المساحة ثلاثية الأبعاد المحاطة بسطح مغلق، على سبيل المثال ب- المساحة التي تشغلها أو تحتويها مادة (صلبة أو سائلة أو غازية أو بلازما).
غالبًا ما يتم قياس الحجم عدديًا باستخدام الوحدة المشتقة من النظام الدولي للوحدات، والمتر المكعب، ومن المفهوم عمومًا أن حجم الحاوية يعني سعة الحاوية.
أو أنها كمية السائل (أو الغاز) التي يمكن أن تستوعبها الحاوية، بدلاً من مقدار المساحة التي تزيحها الحاوية نفسها.
يتم أيضًا تعيين أحجام للأشكال الرياضية ثلاثية الأبعاد، ويمكن حساب بعض الأشكال البسيطة.
مثل الحواف المستقيمة العادية والأشكال الدائرية بسهولة باستخدام الصيغ الحسابية.
يمكن حساب أحجام الأشكال المعقدة باستخدام حساب التفاضل والتكامل في حالة وجود صيغة حد للشكل.
يتم تخصيص الأشكال أحادية البعد (مثل الخطوط) والأشكال ثنائية الأبعاد (مثل المربعات) بحجم صفر في مساحة ثلاثية الأبعاد.
الكثافة (ρ)
هناك نوعان من الكثافة، “كثافة الوزن” و “كثافة الكتلة”، وسوف نستخدم كثافة الكتلة فقط عندما نقول “كثافة”.
نعني “كثافة الكتلة” ؛ وكثافة الكتلة لكل حجم، الرصاص كثيف والستايروفوم ليس كذلك، تم تطوير النظام المتري.
كثافة الماء جرام واحد لكل سنتيمتر مكعب أو 1000 كيلوجرام لكل متر مكعب.
تبلغ كثافة الرصاص حوالي 10 أضعاف كثافة الماء، لذا فهي تغوص في الماء، بينما تبلغ كثافة الستايروفوم حوالي عُشر كثافة الماء، لذا فهي تطفو على سطحها.
العلاقات الرياضية
يمكن حساب الكتلة والوزن والحجم والكثافة من خلال العلاقات التالية:
يتم حساب الكتلة من العلاقة
- w / g = m، حيث “g” هي جاذبية الأرض ووحدة القياس هي الكيلوجرام.
يتم حساب الوزن من العلاقة
- mg = w، حيث “g” هي جاذبية الأرض ووحدة القياس نيوتن.
يتم حساب الحجم من النسبة
- الحجم (ت) = الطول × العرض × الارتفاع & م / = v وحدة القياس هي المتر المكعب.
يتم حساب الكثافة من العلاقة
- م / ت = ρ، ووحدة القياس كيلوجرام / متر مكعب.
اقرأ أيضًا: استكشاف المادة وخصائصها
العلاقة بين الكتلة والوزن والحجم والكثافة
حسنًا، لقد نظرنا للتو في تعريف كل منها ولكن دعنا نعود ونرى كيف يرتبط كل منهما بالأخرى بالنقاط التالية:
- لقد بدأنا بالكتلة، لكي يكون للجسم وزن، أو حجم، أو كثافة، أو لإيجاد جاذبية معينة، يجب أن يكون له كتلة، وإلا فلن يكون لدينا أي شيء وسيكون كل شيء بلا معنى.
- إذن كل جسم له كتلة، الشيء التالي الذي سنفعله هو وزن الجسم، وكل جسم له كتلة سيكون له وزن.
- إنه أيضًا بسبب جاذبية الأرض التي تسحب هذا الجسم إلى سطحه، ولإيجاد وزن الجسم، ما عليك سوى مضاعفة كتلة الجسم في جاذبيته.
- شيء آخر يجب أخذه في الاعتبار بشأن الوزن والكتلة هو أن الكتلة لا تتغير إلا إذا فقد الجسم المادة.
- ومع ذلك، يمكن أن يتغير وزن جسم من نفس الكتلة اعتمادًا على موقعه.
ملحق لمعرفة العلاقة بين الكتلة والوزن والحجم والكثافة
- الآن وصلنا إلى الحجم، وقد حددناه بالفعل، قلنا أن الحجم هو قياس المساحة داخل جسم ما، ولكن كيف يمكننا إيجاد الحجم؟
- حسنًا، جميع الكائنات ثلاثية الأبعاد لها ارتفاع وطول وعمق.
- إذن لإيجاد مقدار المساحة داخل هذه الأبعاد الثلاثة، نضرب هذه الأبعاد الثلاثة معًا وستعطينا النتيجة مقدار المساحة داخل هذا الجسم.
- ترتبط الكثافة ارتباطًا مباشرًا بالكتلة والحجم ؛ في الواقع، يخبرنا شيئًا عن العلاقة الدقيقة بين الاثنين، ولإيجاد كثافة جسم ما، نأخذ كتلته ونقسمه على حجمه.
- وعندما يكون للكتلة حجم كبير ولكن لها كتلة صغيرة، يقال إنها ذات كثافة منخفضة، وهذا يتيح لنا معرفة أن مادة الجسم ليست مضغوطة للغاية ولكنها متباعدة على نطاق واسع.
- إذا كان حجم جسم ما منخفضًا ولكن كتلته عالية، فإنه يتمتع بكثافة عالية، مما يخبرنا أن مادة الجسم مضغوطة للغاية في الداخل.
- هذا يقودنا إلى الجاذبية النوعية، مرة أخرى تخبرنا الجاذبية النوعية بالعلاقة بين كثافة الجسم ومسألة الاتصال.
- غالبًا ما تكون مادة الاتصال عبارة عن ماء. لإيجاد الجاذبية النوعية، نأخذ كثافة جسم ما ونقسمه على كثافة الماء.
- إذا كانت الجاذبية النوعية أكبر من واحد، فإننا نعلم أن الجسم سيغرق، وإذا كانت الجاذبية النوعية أقل من واحد.
- نعلم أن الجسم يطفو على الماء لأن كثافة الماء يجب أن تكون أكبر من كثافة الجسم.
لقد بحثنا عنك: ابحث عن الكتلة والوزن الكاملين
في نهاية المقال الفرق بين الكتلة والوزن والحجم والكثافة، نأمل أن تكون الآن على دراية كاملة بكل من الكتلة والوزن والحجم والكثافة وتعرف بالضبط كيفية حساب كليهما، ما هو الفرق بينهما وماذا هو الرابط بينهما، وإذا كنت تريد المزيد من موضوعات الفيزياء الأخرى، يمكنك زيارة صفحة المقالة!