質量は物体に含まれる物質の量として定義され、重量は純粋に重力の影響下で質量を含む物体が別の物体に及ぼす力です。
私たちの専門用語では、「質量」と「重量」はしばしばシームレスに交換される用語ですが、技術的には、それらは双子ではありません.科学用語では、「重量」と「質量」は明確で厳格な定義を表しています。では…違いは何ですか?
「ミサ 」は、オブジェクトに含まれる物質の量として定義されます。 「体重 」は、純粋に重力の影響下で、質量を含むボディが別のボディに及ぼす力を表します。質量は重力の影響を受けず、重量はこの力そのものを具現化したものです。
質量
質量は、オブジェクトに含まれる物質の量として定義されます。ただし、物質の定義が曖昧なため、 それ自体、この定義には多くの批判があります。質量を定義するより簡潔で受け入れられている方法は、慣性で定義することです .
物体の慣性は、外力によって押し出されたときに加速または移動することに対する抵抗、またはその動きが別の外力によって妨げられない限り運動状態にあり続けることに対する抵抗として定義できます。
質量が大きいほど、トラック内の物質を移動または停止するのが難しくなります。大きな岩は、押したり持ち上げたりするのが難しいだけでなく、動きを抑えるために、小さくて軽い岩よりも多くの火力が必要です.質量の標準単位はキログラム (Kg) です。
質量の独特な特徴の 1 つは、空間内の位置に関係なく一定であることです .重力の法則によれば、2 つの物体は、それらの質量の積に比例する力で引き寄せられます。ただし、力自体は質量の大きさには影響しません。地球上の 60 kg のブロックは、火星、土星、または私たちの無関心な宇宙の遠い隅でも 60 kg になります。
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もちろん、相対論的速度または光速に近い速度で移動するときに、余分な物質またはエネルギーが追加されて質量が増加する傾向がある特殊相対性理論の効果は考慮していません。それらの深みに退屈することは、この記事の範囲を超えています.
体重
従来の知恵では、物体の重さはその重さを示していると示唆されています。これが、質量と重量が一般的または毎日のアカウントで同義語として使用されることがよくある理由です.ただし、技術的には、重量は、質量を含む物体が純粋に重力の影響下で別の物体に及ぼす力を表します。
質量は重力の影響を受けませんが、重量はこの力そのものを具現化したものです。これは、物体が別の物体に向かって引っ張られる重力の大きさです。重量は力であるため、その測定単位は力の標準単位であるニュートン (N) です。より良い見方のために、重量は私たちの質量が地球に及ぼす力です。
上記の結果は、重力の法則をニュートンの運動の第 2 法則 F =ma に減らします。 質量 m のすべてのオブジェクト 一定の加速度 g で地球に向かって落下します。 地球の重力による加速度を表します。 そのマグニチュードは毎秒 9.8 メートルです。
加速度の大きさは、天体の質量に依存するため、天体ごとに異なります。たとえば、重力による月の加速度は 1.620 メートル/秒平方です。これが、物体の重さが地球上の重さの 1/6 である理由です。
したがって、質量 90 Kg の質量を持つ宇宙飛行士の体重 90 x 9.8 =882 ニュートン 地球上、 しかし、彼または彼女は体重 90 x 1.620 =145.8 ニュートン 月に。同様に、木星や土星などのより重い天体に物体が置かれている場合、物体の重量ははるかに大きくなります。
この奇妙な実験の間、宇宙飛行士の質量は変わらないことに注意してください (つまり、90 キログラム)。しかし、彼が持っている計量器は同意しません。月では非常に不正確な結果が得られますが、なぜでしょうか?
重量から質量を取得するにはどうすればよいですか?
計量機は、私たちが地球の表面に立っているときに地球に及ぼす力に応じて、地球が私たちに及ぼす反対の力を測定することによって、物体の質量を測定する機器です。科学用語では、この力は法線力と呼ばれます。
計量機は地球が生成する法線力を測定しますが、この力を 9.8 で割り、質量の近似値を与えるように校正されています (m=F/g ).
したがって、地球の重力に合わせて校正された体重計を持ち運ぶと、火星や月などで誤った結果が得られます。このメカニズムは、自由落下や宇宙空間でもそれらを役に立たなくします。法線の力は発生せず、針は動かないままです。
同様に、下に表面のない空間に浮かぶと、針は無骨になり、数字のゼロの下で直立します.
質量を測定できるもう 1 つの機器は、ビーム バランスです。ビーム天びんの独創的でありながら非常にシンプルなメカニズムにより、空間内の位置に関係なく質量を測定できます。ただし、ビームバランスによって表される質量は、まだ客観的ではありません。
ある意味では、重量計と同様に、ビーム天秤は既知の質量と比較することによってのみ未知の質量を検出すると結論付けることができます。既知の固定質量に校正されています。実際、質量の標準単位である 1 キログラムは、フランスの厳重に保管された保管庫に保管されている物体に相当します。
(写真提供:Japs 88 / ウィキメディア・コモンズ)
何人かの科学者は、キログラムを定義し、質量を客観的に測定する特定の新しい方法の可能性について推測しています。これらのアイデアの中で非常に挑戦的ではありますが、最も魅力的なのは、物体の質量を構成する個々の原子を数え、それらの質量の算術和を求めることです!
ですから、次に世間話にふけり、誰かが「私の体重は 90 ポンドです」とつぶやいたら、あなたの科学的知識に喜びを感じ、この新たに得た教訓を意識して、深呼吸をして、どんなに見下したとしても、優しい笑顔を浮かべてください。聞こえるかもしれませんが、修正してください。結局のところ、知識は人が与えることができる最高の贈り物であり、パーティーから追い出されるのを目の当たりにする.
