Forskjellene mellom masse og vekt for barn

Innhold

• Masse versus vekt
• Enheter for masse og vekt
• Vekt: Kraft på grunn av tyngdekraften
• Newtons Laws of Motion
• Gravitasjon versus treghetsmasse

Masse og vekt er lett å forveksle. Forskjellen er mer enn noe som plager elever med lekser - det er i forkant av vitenskapen. Du kan hjelpe barn med å forstå dette ved å gå over enheter og ved å diskutere tyngdekraften, hvor masse kommer fra og hvordan masse og vekt fungerer i forskjellige situasjoner.

Masse versus vekt

En viktig forskjell mellom masse og vekt er at vekt er en kraft mens masse ikke er. Vekt refererer spesielt til kraften tyngdekraften gjelder for et objekt. Masse reflekterer mengden materie (dvs. elektroner, protoner og nøytroner) et objekt inneholder. Vi kan plassere en skala på månen og veie en gjenstand der. Vekten vil være forskjellig fordi tyngdekraften er forskjellig. Men massen vil være den samme.

Enheter for masse og vekt

I USA måler vekt på husholdninger og kommersiell vekt i pund, et mål på styrke, mens i nesten alle andre land i verden måler skalaer i metriske enheter, for eksempel gram eller kilo (1000 gram). Selv om du kanskje kan si at noe "veier" 10 kilo, snakker du faktisk om massen, ikke vekten. I vitenskap måles vekten i Newtons, kraftenheten, men denne brukes ikke i hverdagen.

Vekt: Kraft på grunn av tyngdekraften

Vekt er kraften som tyngdekraften virker på et objekt med. For å konvertere mellom masse og vekt bruker du verdien for gravitasjonsakselerasjon g = 9,81 meter per sekund i kvadratet. For å beregne vekten, W, i Newton, multipliserer du massen, m, i kilogram ganger g: W = mg. For å få masse fra vekt, deler du vekten med g: m = W / g. En metrisk skala bruker den ligningen for å gi deg en masse, selv om de indre virkningene av skalaen reagerer på kraft.

Med barn er det nyttig å snakke om vekt på en annen planet, månen eller en asteroide. Verdien av g er forskjellig, men prinsippet er det samme. Formlene gjelder imidlertid bare nær overflaten, der gravitasjonsakselerasjonen ikke endrer seg mye med plassering. Langt fra overflaten må du bruke Newtons formel for gravitasjonskraften mellom to fjerne objekter. Vi omtaler imidlertid ikke denne styrken som vekt.

Newtons Laws of Motion

Newtons første bevegelseslov sier at objekter i ro har en tendens til å holde seg i ro, mens objekter i bevegelse har en tendens til å holde seg i bevegelse. Newtons andre lov sier at akselerasjonen, a, av et objekt er lik nettokraften på den, F, delt på dens masse: a = F / m. En akselerasjon er en endring i bevegelse, så for å endre et objekts bevegelsestilstand bruker du en styrke. Objektets treghet, eller massen, motstår endringen.

Gravitasjon versus treghetsmasse

Fordi akselerasjon er en egenskap av bevegelse, uansett, kan du måle den uten å bekymre deg for styrke eller masse. Anta at du bruker en kjent mekanisk kraft på et objekt, måler dens akselerasjon, og beregner dens masse. Dette er gjenstandens treghetsmasse. Du ordner deretter en situasjon der den eneste kraften på objektet er tyngdekraften, og måler igjen dens akselerasjon og beregner dens masse. Dette kalles objektets gravitasjonsmasse. Fysikere har lenge lurt på om gravitasjons- og treghetsmasse virkelig er identiske. Ideen om at de er identiske kalles ekvivalensprinsippet, og har viktige konsekvenser for fysikkens lover. I hundrevis av år har fysikere utført sensitive eksperimenter for å teste ekvivalensprinsippet.Fra og med 2008 hadde de beste eksperimentene bekreftet det til en del av 10 billioner.