الفرق بين الكتلة والحجم

بواسطة: - آخر تحديث: ١٠:١٥ ، ٧ أبريل ٢٠١٩
الفرق بين الكتلة والحجم

الكتلة

الكتلة هي إحدى الخواص الفيزيائية للأجسام، وهي مقدار كمية المادة التي يحتويها الجسم، وهي مفهوم مركزي أساسي في الميكانيك وعلوم الطبيعة، تقاس الكتلة بوحدات النظام الدولي كالجرام والكيلوجرام، وهناك وحدات خاصة أخرى منه مثل "القنطار ويعادل مئة كيلو جرام" و"الطن ويعادل ألف كيلو جرام"، والكتلة مقدار ثابت لا يتغير في أي زمان ومكان على وجه التحديد، إلا أن النظرية النسبية لأينشتاين بينت في فرضياتها أن الكتلة الجسم تتغير مع تغير سرعته بتناسب طردي، وعندما تصل سرعة الجسم إلى مربع سرعة الضوء تصبح كتلته لانهائية، وتكون هذه الزيادة في الكتلة كرد فعل ناجم عن القصور الذاتي للجسم ليقاوم به زيادة سرعته، وهناك نوعان مختلفان من الكتلة، كتلة القصور الذاتي وهي مقياس لكتلة ومقاومة الجسم إلى تغيير حالته من الحركة في أثناء تأثير القصور الذاتي عليه، وكتلة الجاذبية وهي مقياس لقوة تفاعل جسم مع حقل الجاذبية.


الحجم

هو مقدار فيزيائي يقيس الحيز الذي يشغله جسم ما، سواءً أكان الجسم حقيقيًا أو تخيليًا مثل الأجسام المثالية التي يجري افتراضها لاستخدامها كقالب لمقارنة الأجسام والمواد الحقيقية بها، ويقاس الحجم بوحدات النظام الدولي، مثل المتر المكعب أو السنتيمتر المكعب، أو المليميتر المكعب، وهناك وحدات خاصّة أخرى تستخدم لقياس الحجم، "كاللتر والكوب والجالون"، ولكنها غالبًا مشتقة من وحدات الطول، فاللتر على سبيل المثال هو حجم مكعب طول ضلعه ديسيمتر واحد، والديسيمتر هو 10 سنتيمتر، والحجم يقاس بثلاثة أبعاد الطول والعرض والارتفاع، ويستخدم في التعبير عن أشياء حقيقية أو مفترضة لها طول وعرض وارتفاع. وهنا بعض قوانين أحجام الأشكال:

  • حجم المكعب= الطول × العرض × الارتفاع أو (طول الضلع)^3.
  • حجم متوازي المستطيلات= الطول × العرض × الارتفاع.
  • حجم الهرم = ( مساحة القاعدة ÷ 3 ) × الارتفاع.
  • حجم الإسطوانة = مساحة القاعدة × الارتفاع.


الوزن

الوزن هو قوة جذب الأرض للجسم، وهي من طرق تحديد كمية مادة في جسم ما، وتختلف وحدات الأوزان من مادة ما إلى أخرى عند قياسها فبعضها مخصص للأوزان الخفيفة وأخرى للأوزان الثقيلة، ومنها ما هو للتحديد التقريبي لوزن المادة، ويقاس الوزن بوحدة تسمى "نيوتن" التي سميت نسبة إلى العالم الإنجليزي إسحق نيوتن الذي وضع القانون العام للجاذبية، ووحدة نيوتن هي قوة جذب الأرض التي يبلغ تسارعها 9.8م/ث2 مضروبة في كتلة مقدارها 1000 جرام، والأرض تجذب الأجسام بقوة باتجاه عمودي من الأعلى إلى الأسفل وهذا ما يسمى بقوة الجاذبية الأرضية. وهنالك وحدات النظام الإنكليزي التي تستخدم لقياس الوزن، مثل:

  • الرطل= 450 جرام.
  • أوقية= 37.5 جرام.
  • مثقال= 4.680 جرام.
  • الدانق= 0.525 جرام.
  • القيراط= 0.198 جرام.
  • القنطار= 50.4 كيلوجرام.


الكثافة

هي مصطلح يعبّر عن علاقة وحدة الحجم لجسم ما بوحدة الكتلة الخاصة به، بحيث تتناسب الكثافة تناسبًا طرديًا مع الكتلة، والكثافة لجسم ما تساوي كتلته الكلية مقسومة على الحجم الذي يشغله، وتتأثر الكثافة بالحرارة والضغط، فتتناسب مع الحرارة تناسبًا عكسيًا مع الحرارة وتناسبًا طرديًا مع الضغط، إذ إن الحرارة تجعل الأجسام تتمدد فتقل كثافتها، وعندما تنضغط الأجسام بفعل الضغط تزداد كثافتها، وهذا الأمر يمكن ملاحظته في الغازات على وجه الخصوص، لذلك تسجل الكثافة عادة عند درجة الحرارة وقياس الضغط القياسيين، وتقاس الكثافة بوحدة غ\سم³، وذلك عند قياس الكتلة بالغرام والحجم بالسنتيمتر المكعّب.