الفرق بين الكتلة والوزن

الفرق بين الكتلة والوزن
الفرق بين الكتلة والوزن

المادة

تُوجد الكثير من المواد والأشياء في كافة أرجاء الكون عمومًا والأرض خصوصًا، وتعدد الأمثلة عليها، مثل: الكرسي، والكتاب، والهواء، والنجوم، والنباتات، والحيوانات وغيرها، فالمادة على اختلاف هيئاتها وأنواعها تتكون من دقائق متناهية الصغر تتغير في ترتيبها وترابطها مع الدقائق الأخرى؛ لتتكون بذلك العديد من الأشكال المتنوعة[١].

المادة في اللغة تعني ما يشغله الجسم من فراغ ويكون له وزن ومدد أو امتداد لغيره من الأشياء، والجمع منها مواد أو مادّات[٢]، أما اصطلاحًا فهي عبارة عن مجموعة من الجسيمات الصغيرة المرتبة بترتيب معين تسمى الذرات وهي الوحدة البنائية للمواد والأجسام على اختلاف عددها وتشكلها وأنواعها تتغير خواص المادة بفعل التعرض لتغيرات فيزيائية أو كيميائية لتكون على هيئة حالات مختلفة وهي الصلبة والسائلة والغازية، ويقال إن المادة هي ما يشغله الجسم من كتلة ووزن وتكون قابلةً للقياس[٣].


الفرق بين الكتلة والوزن

يخلط الكثير من الطلاب بين الكتلة والوزن غير مدركين الاختلاف بينهما، وفيما يأتي توضيح لأهم الفروقات وهي مرتبة كالآتي[٤][٥][٦][٧][٨]:

من حيث الكلتة الوزن
المفهوم مقدار ما يملكه الجسم من مادة، أو مقياس لمقدار القصور الذاتي القوة الممارسة على الجسم، أو مقياس للقوة الناتجة من تسارع الكتلة نتيجة التأثر بقوة ما كالجاذبية.
تأثير الجاذبية قيمة الكتلة ثابتة لا تتغير بتغير الجاذبية، ولا يمكن أن تكون صفرًا. قيمة الوزن تختلف باختلاف الموقع والجاذبية قد تزيد أو تنقص، ومن الممكن أن تصبح صفرًا إذا كان الجسم في الفضاء.
الكمية الفيزيائية كمية أساسية وعددية فقط، وتقاس بوحدات القياس ومشتقاتها مثل الميليجرام والجرام والكيلوغرام كمية مشتقة ومتجهة لها مقدار واتجاه، وتقاس بوحدة النيوتن.
القانون الكتلة = الكثافة ÷ الحجم الوزن = الكتلة * سرعة الجاذبية
أجهزة القياس الميزان الإلكتروني، ميزان ذو الكفتين وميزان الرفع. ميزان الزمبرك.


الخواص الفيزيائية للمادة

تتميز المواد في الطبيعة بوفرة خواصها سواءً الفيزيائية أم الكيميائية، فالخواص الفيزيائية هي تلك التي تكون بمثابة بطاقة تعريف للمادة تتفرد بها عن غيرها إذ تكون مجموعةً من الصفات المادية القابلة للقياس الكمي؛ ولا تتعلق بالتركيبات الجزيئية للمادة والترابط الكيميائي بين الذرات، ويعتمد وصف الخواص الفيزيائية على العديد من المعايير مثل: الكتلة والوزن والحجم والطول وغيرها[٩].


الكتلة

اتفق العلماء على أن الكتلة هي ما يحتويه الجسم من مادة، واعتمادًا على قانون نيوتن الثاني عُرِّفت أيضًا على أنها مقدار ما يُقاومه الجسم لتغير حالته نتيجة الحركة الواقعة عليه أو بمسمى آخر القصور الذاتي، ويُوجد تعريف آخر من منظور الجاذبية، أي بمفهوم كتلة الجاذبية وهي عبارة عن كمية المادة التي يتأثر بها الجسم نتيجة قوة تفاعله مع حقل الجاذبية، فمثلًا حينما يُفتح الباب فإنه يُدفع بقوة وإلا فإنه سيبقى ثابتًا مكانه لا يتحرك، بفعل امتلاكه قوة القصور الذاتي والتي تمنع من تغيير حركة الباب[١٠][١١].


الكتلة السالبة

تناقلت الأبحاث العلمية ودراسات الفلك عن تواجد مادة سالبة الكتلة في الكون، ونتيجةً لهذه الظاهرة أو المفهوم الكوني، حاول العديد من العلماء تصنيع وتجربة ظاهرة الكتلة السالبة[١٢]، وتُعرف الكتلة السالبة على أنها الكتلة التي تُخالف حركتها بالنسبة لحركة الكتل والأجسام الأخرى، أي حينما يُدفع الجسم المادي فإنه يتحرك في الاتجاه الذي دُفِع له، على عكس ذلك فإن الكتلة السالبة تتحرك في الاتجاه المغاير للقوة المؤثرة عليها لا معها، أي تتسارع في الاتجاه الآخر أو إلى الوراء، ولتوضيح الأمر بمثال بسيط لو دُفع جسم ذو كتلة موجبة إلى الأمام، فإنه سيندفع بعيدًا عن مصدر الدفع، ولو كان ذا كتلة سالبة لاندفع باتجاه المصدر مقتربًا منه[١٣].

استخدم العلماء حزمة أشعة الليزر لتبطيء حركة ذرات الروبيديوم حتى تصل حرارتها إلى 273 مئويةً تحت الصفر، إذ إن حرارة الذرات تنشأ بفعل حركتها، ومن ثم تُحاصر الأشعة الذرات لتصبح حركتها في انسجام تام، ومن ثم تُغيِّر لف (spin) الذرات بفعل دفعها لها مرةً للأمام ومرةً للخلف، وبالتالي تحقيق الاندفاعية العالية للذرات، وكأنما يُصبح تسارعها باتجاه أشعة الليزر وليس العكس، ويُصبح تصرفها كأنها اكتسبت كتلةً سالبةً[١٤].


أهمية الكتلة السالبة

يعتقد العلماء أن تجربة الكتلة السالبة ستساهم في اكتشاف وفهم العديد من النظريات والظواهر المعقدة مثل:

  • اختبار الأطروحات المقترحة حول المادة المظلمة والثقوب السوداء، إذ يُطلق عليها آكلة النجوم وكل ما يقترب منها لا يستطيع النفاذ بما فيها الضوء، ولكن مع وجود الكتلة السالبة فإنه سيُتمكن من فهمها لأنها تتحرك عكس اتجاه القوة المسلطة عليها.
  • الفيزياء الفلكية.
  • التحقق حول إمكانية السفر عبر الزمن.
  • تصميم تجارب تحاكي الظواهر الفلكية الأخرى مثل النجوم النيوترونية[١٥][١٦].


الوزن

الوزن في اللغة يُعرّف على أنه مقدار شد الجاذبية الأرضية لكتلة جسم ما فتجذبه نحوها، وهو غير ثابت متغير يتغير بموقع الجاذبية في أماكن مختلفة في أرجاء الأرض[١٧]، أما اصطلاحًا فهو مقدار ما تملك الأرض من قوة لجذب الأجسام ويقاس بوحدة النيوتن ويختلف الوزن باختلاف موقع الجسم فمثلًا يبلغ وزن الجسم على سطح القمر حوالي 1/6 من وزنه على سطح الأرض؛ والسبب يعود في أن جاذبة القمر أقل بحوالي 1/6 من جاذبية الأرض[١٨].

تتعدد العوامل المؤثرة في مقدار الوزن مثل كتلة الجسم، وموقع الجسم وبعده عن مركز الجاذبية[١٩]، يُعرف الكيلوغرام (كغم) على أنه من وحدات القياس المستخدمة في قياس الكتلة، ويساوي حوالي ألف غرام، فحين استخدام الميزان كالميزان الإلكتروني لقياس الكتلة فإن الوحدة تكون بالكيلوغرام ومشتقاتها، كأن يقال كتلة الجسم 50 كيلوغرامًا، على خلاف ذلك، حينما يستخدم الميزان النابض أو الزمبركي لقياس الوزن فإنه يقال بأن وزن الجسم 50 كيلوغرامًا ثقلي أو تقريبًا 490 نيوتنًا، اعتمادًا على استخدام قيمة ثابت الجاذبية الأرضية وهو 9.8 أو 10[٢٠][٢١].


المراجع

  1. "تعريف المادة - الحالات الفيزيائية للمادة في الطبيعية"، الموسوعة المدرسية، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  2. "تعريف و معنى مادة في معجم المعاني الجامع - معجم عربي عربي"، المعاني لكل رسم معنى، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  3. "10 معلومات عن التغير في المادة وخواصها"، Edarabia، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  4. "الفرق بين الكتلة والوزن Mass And Weight"، موقع عقل المهندس، 2018/10/13، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  5. aya (2018/10/21)، "الفرق بين الوزن والكتلة؟"، المرسال، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  6. "ما الفرق بين الكتلة والوزن؟"، موقع سبوتنيك، 2019/3/14، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  7. فادي روماني، رجاء العطاونة، زيد أبوالرب (2017/9/23)، "ما الفرق بين الكتلة والوزن؟"، أنا أصدق العلم، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  8. دعاء (2017/8/27)، "قوانين الكثافة الكتلة والوزن"، المرسال، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  9. ملاك (2018/12/13)، "الخواص الفيزيائية"، المرسال، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  10. محمد (2017/7/7)، "شرح درس وحدات الكتلة"، المرسال، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  11. "ما هي الكتلة؟"، موقع ناسا بالعربي، 2016/2/9، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  12. "تخليق كتلة سالبة "، موقع ناسا بالعربي، 2014/4/20، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  13. عبد الرحمن عرفة (2017/4/18)، "علماء الفيزياء يقومون بتخليق الكتلة السالبة في إنجاز علمي هائل!"، أراجيك، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  14. شادي عبد الحافظ، ""مع الكتلة السالبة، إذا دفعت شيئا ما للأمام فسوف يرتد للخلف!""، الجزيرة، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  15. "نعلمُ أنّ قيمة الكتلة موجبة، لكن هل هناك كتلةٌ سالبة؟"، الباحثون السوريون، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  16. موسى جعفر (2017/9/9)، "الخط الفاصل بين العلوم والخيال العلمي يختفي.. علماءُ يخلقون مادةً سالبة الكتلة!"، أخبار العلوم.
  17. "تعريف و معنى الوزن في معجم المعاني الجامع - معجم عربي عربي"، المعاني لكل رسم معنى، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  18. "كيفية حساب الوزن من خلال معرفة الكتلة"، WikiHow، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  19. "مفهوم الوزن"، منهاجي، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  20. محمد كيالي (2009/7/19)، "عن الكتلة والوزن Mass and Weight"، نقطة، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.
  21. "الكيلوغرام لم يبقى ذلك الوزن الذي نعرفه"، الجزيرة، 2018/4/11، اطّلع عليه بتاريخ 2019/3/22.

393 مشاهدة