برنامج Tiger Algebra Calculator

الكتلة والوزن والجاذبية كلها مرتبطة بشدة ، وتساعد معًا على شرح سلوك محيطنا والكون.

الكتلة
تمثل الكتلة كمية المادة التي تشكل كائنًا أو جسمًا ، مما يحدد مقاومة هذا الجسم الكائن أو الجسم لقوة صافية. كلما كانت القوة الكتلية للكائن أكبر ، كان تأثير القوة الصافية الأقل عليه. على سبيل المثال ، من الأسهل رفع حقيبة فارغة من حقيبة ممتلئة ، لأنها تحتوي على مادة أقل وبالتالي كتلة أصغر. من الأسهل أيضاً إيقاف كرة التنس من الاندفاع لأسفل التل من صخرة لأن الصخرة تحتوي على مادة أكثر بكثير وبالتالي كتلة أكبر من كرة التنس.

كما أن الكائن سيحتفظ دائمًا بنفس الكتلة ، بغض النظر عن موقعه أو حركته أو تغيير شكله ، طالما لم يتم إضافة مادة أو إزالتها. لنقل أنك رميت بالونة مائية على صديقك. يتغير الموقع والشكل والحركة للبالون ، ولكن ، طالما أن الماء لا يتسرب ، يحتفظ بنفس الكتلة. إذا قررت إضافة أو إزالة ماء ، فستزيد أو تقلل من كتلته.

الوحدة الرسمية للكتلة هي الكيلوغرامات.

الجاذبية
تنص قانون نيوتن الثالث للحركة على أن الأجسام الطبيعية اللتين تتفاعلان تطبقان قوات متساوية على النقيض من الاتجاهات. وفقًا لقانون الجذب العالمي ، فإن هذا يحدث مع كل كائن في الكون - كل كائن في الكون ذات كتلة يجذب كل كائن آخر ذو كتلة. بيد أن مقدار الجذب بين الأجسام يتوقف على كتلة الأجسام والمسافة بينهما. مع زيادة الكتلة ، تزداد الجاذبية بشكل خطي. مع زيادة المسافة بين الكائنين ، تقل القوة الجاذبة بينهما بشكل طردي قائم على الأسَّ (مرفوعة لقوة $$2$$). هذا يعني أنه إذا زادت كتلة الكائن بمقدار $$4$$ ، فسوف تزيد القوة الجاذبية التي تؤثر فيه بمقدار $$4$$ أيضًا. إذا زادت المسافة بين الكائنين بمقدار $$4$$ ، فسوف تقل القوة الجاذبية التي تتأثر بها بمقدار $$16$$ ($$4$$ لقوة $$2$$).

يمكن التعبير عن هذه العلاقة بهذه المعادلة:
$$F\approx \frac{Mm}{r^2}$$
$$F$$ يمثل قوة الجاذبية ، والتي يتم قياسها بالأمتار في الثانية المربعة.
$$M$$ يمثل كتلة الكوكب.
$$m$$ يمثل كتلة الكائن.
$$r$$ يمثل المسافة بين مركز الكائن ومركز الكوكب.

بالقرب من سطح الأرض ، تسارع الجاذبية تقريبا 9.81 م/ث² (32.2 قدم/ث²). هذا يعني أنه إذا تجاهلنا تأثيرات مقاومة الهواء ، ستزيد سرعة الكائن الساقط بحرية بحوالي 9.81 متر في الثانية كل ثانية.

الوزن
الوزن هو قوة ناجمة عن تأثير الجاذبية على كائن ذو كتلة كبيرة أو جسم ( في هذا السياق ، "الكبيرة" لا تشير إلى الحجم ، بل إلى كائن أو جسم لديه كتلة) بسبب وجود كائن ذو كتلة كبيرة آخر أو جسم ، مثل الكوكب. مركز كل جسم ذو كتلة كبيرة يسحب في الأساس مركز الآخر نحو نفسه ، مما يخلق القوة التي نسميها الوزن. لمزيد من التفاصيل حول هذه الظاهرة ، راجع القسم "الجاذبية" أعلاه.

بسبب كتلة كل كوكب وبالتالي الجاذبية في نظامنا الشمسي ، فإنه لا يوجد كوكبين في نظامنا الشمسي فيها يكون وزنك هو نفسه. بعبارة أخرى ، وزنك على المشتري سوف يكون مختلف تماما عن وزنك على زحل ، ووزنك على المشتري وزحل سوف يكون مختلف تماما عن وزنك على الأرض! كتلتك على الثلاثة ، ولكن ، ستبقى هي نفسها.

بالإضافة إلى ذلك ، غالباً ما نستخدم مصطلحي "الكتلة" و"الوزن" بشكل قابل للتبادل ، عندما في الواقع فهي مختلفة تمامًا! على سبيل المثال ، عندما يفقد شخص الوزن أو يكتسبه فقد فقدوا بالفعل الكتلة في شكل الدهون أو العضلات. هذه الزيادة أو الانخفاض في الكتلة ينتج عنها زيادة أو انخفاض طبيعي في قوة الجاذبية التي تؤثر على الشخص ، وهاتان القوتين معًا تؤدي إلى ما نعتقد أنه الوزن.

الوحدة الرسمية للوزن هي نيوتن.

الوصلة بين الكتلة - الجاذبية - الوزن
الوصلة بين الكتلة و الجاذبية و الوزن هي أن الوزن يقيس درجة التأثير للقوة الجاذبية على كائن ذو كتلة كبيرة أو جسم (في هذا السياق ، "الكبير" لا يشير إلى الحجم ، بل إلى الكائن أو الجسم الذي لديه كتلة).

هذا يظهر بواسطة المعادلة:
$$w=m·g$$
$$w$$ يمثل الوزن (بالنيوتن)
$$m$$ يمثل الكتلة (بالكيلوغرامات)
$$g$$ يمثل الجاذبية (التي تساوي تسارع ناتج عن الجاذبية - أمتار في الثانية المربعة)

يتم عادة قياس الوزن على كوكب على سطحه ، ولكل كوكب له جاذبية سطحه الخاصة. جاذبية سطح الأرض تقريبا 9.81 م / ث². هذا يعني أنه على سطح الأرض ، كائن 1 كجم يزن 9.81 نيوتن.

ملاحظة: $$w$$ في بعض الأحيان يظهر كـ $$f$$ (قوة) و $$g$$ في بعض الأحيان يظهر كـ $$a$$ (تسارع الجاذبية).

الاختصارات والتحويلات
LBS أو lb هي اختصار للرطل.
1lb = 450 غرام / 0.45 كجم
1 كجم = 2.204 رطل