Masa in teža: definicija, razlike in enote
V naravoslovju se masa in teža razlikujeta. Masa predmeta je merilo za količino snovi v predmetu. Masa je merilo za silo, ki deluje na predmet zaradi gravitacijskega polja. Z drugimi besedami, teža pomeni, kako močno gravitacija deluje na predmet. To pomeni, da bo masa predmeta ostala enaka, kjerkoli na zemeljski površini, če pa ga premaknemo z ekvatorja na severni tečaj, se bo njegova masa zaradi povečanja zemeljskega gravitacijskega polja povečala za 0,5 %.
Opomba in popravki napačnih trditev v zgornjem odstavku: izrazi v nekaterih stavkih so napačno uporabljeni. Pravilno je:
- Masa je mera količine snovi v telesu in se ne spreminja z lokacijo (na Zemlji, na Luni ali v vesolju), dokler se ne spremeni dejanska količina snovi.
- Teža je sila, s katero gravitacija deluje na to maso. Teža je odvisna od gravitacijskega pospeška g v danem mestu in se izraža kot W = m·g.
- Premik z ekvatorja na severni tečaj ne spremeni mase, spremeni pa se teža za približno 0,5 % zaradi razlike v gravitacijskem pospešku (kombinacija oblike Zemlje in rotacije).
Enote
Masa se v SI-enotah meri v kilogramih (kg). V praksi se uporabljajo tudi grami (g), miligrami (mg) in tone (t). V nekaterih drugih sistemih enot se uporablja funt (pound, lb) kot enota mase. Masa enega litra vode pri približno 4 °C je približno en kilogram.
Teža ali sila se meri v enotah sile: v mednarodnem sistemu SI v newtonih (N). Če ima telo maso 1 kg in je v bližini Zemljine površine, kjer je g ≈ 9,81 m/s², potem je njegova teža približno 9,81 N. V nekaterih tehničnih ali vsakdanjih kontekstih se uporablja tudi kilogram-sila (kgf) ali funt-sila (lbf), vendar sta to enoti sile, ne mase.
Praktični primeri in razlage
- Razmerje med maso in težo: W = m · g. Če je m = 2 kg in g = 9,81 m/s², je W ≈ 19,62 N.
- Masa ostane enaka, če predmet prenesemo npr. iz enega mesta na drugo ali na Luno; teža se spremeni — na Luni je g približno 1,62 m/s², torej bi bil isti predmet približno šestkrat lažji kot na Zemlji.
- Različne tehtnice merijo različno: tehtnica na vzmeti (merilnik sile) kaže težo (silo), medtem ko primerjalna tehtnica (klasična ravnotežna tehtnica) primerja mase in zato pokaže isto vrednost mase ne glede na lokalno vrednost g.
Kratek povzetek
- Masa = količina snovi, enota: kilogram (kg).
- Teža = sila gravitacije, ki deluje na maso, enota: newton (N); izračun: W = m·g.
- Premik po Zemlji ali v vesolju spremeni težo, ne pa mase.
Verige na gugalnici zadržijo vso otrokovo težo. Če bi nekdo stal za njo na dnu gugalnice in jo poskušal ustaviti, bi deloval proti njeni vztrajnosti, ki je posledica mase in ne teže.
Pregled
Teža nečesa je vrednost, izmerjena na površini Zemlje. Žal se za opis teže predmeta pogosto uporabljajo enote mase, kot so kilogrami ali funti. Skoraj vso človeško zgodovino se je teža merila na površini Zemlje. Tu je teža sorazmerna z maso. Predmeti, ki imajo enako maso, imajo enako težo. Predmet z dvakrat večjo maso od drugega predmeta bo imel tudi dvakrat večjo maso. Zato se običajno uporabljata besedi masa in teža, kot da bi pomenili isto stvar, in kilogrami ali funti kot enoti za maso in težo. Uporaba istih izrazov za opis in merjenje dveh različnih lastnosti je privedla do zmede med tema dvema lastnostma, maso in težo. Masa in teža nista enaki stvari.
Na splošno se masa nanaša na to, kako "težka" je stvar. Vendar je masa v resnici inercialna lastnost; to je težnja predmeta, da ostane s stalno hitrostjo, če nanj ne deluje zunanja sila. V skladu z drugim Newtonovim zakonom gibanja, izraženim s formulo, bo predmet z maso, m, en kilogram, pospešil, a, za en meter na sekundo na sekundo (približno desetina pospeška zaradi Zemljine gravitacije), če nanj deluje sila, F, en newton.
Občutek razlike
Razliko med težo in maso je mogoče občutiti tako, da predmet z maso več kot deset kilogramov obesimo na vrv dolžine dveh ali več metrov. Če oseba z enim prstom pritisne navzgor proti spodnji strani predmeta, bo občutila težo predmeta. Če z enim prstom za trenutek pritisne na stranico obešenega predmeta, bo občutila maso predmeta. (Pomembno je, da predmeta ne potisne v stran tako močno, da bi ga začela dvigovati.)
Vprašanja in odgovori
V: Kakšna je razlika med maso in težo?
O: Masa je merilo za količino snovi v predmetu, medtem ko je teža merilo za silo, ki deluje na predmet zaradi gravitacije.
V: Kaj je masa?
O: Teža je moč, s katero gravitacija deluje na predmet.
V: Ali se masa predmeta spremeni, če ga premaknemo z ekvatorja na severni tečaj?
O: Ne, masa predmeta ostane enaka.
V: Ali se bo teža predmeta spremenila, če ga premaknemo z ekvatorja na severni tečaj?
O: Da, masa predmeta se bo povečala za 0,5 % zaradi povečanja Zemljinega gravitacijskega polja.
V: Katere enote uporabljamo za merjenje mase?
O: Masa se meri v kilogramih ali funtih.
V: Kolikšna je masa litra vode?
O: Masa litra vode je en kilogram.
V: Katere enote uporabljamo za merjenje mase?
O: Masa se meri v newtonih, ki so standardna enota za silo.
