جرم و وزن

جرم و وزن

هر جسم از ماده تشکیل شده است.

منظور این است که هر چیزی که در اطراف خود می‌بینید، لمس می‌کنید یا حتی حس می‌کنید، از یک "چیز" به نام ماده ساخته شده است. ماده، اسمی است که دانشمندان به "هر چیزی که جایی را اشغال کند" داده‌اند. اگر چیزی فضا بگیرد و در عالم وجود داشته باشد، می‌گوییم از ماده ساخته شده. مثال به اطرافت نگاه کن. کتابی که جلوی توست، آبی که می‌نوشی، هوایی که تنفس می‌کنی، حتی خود بدن تو! همه و همه از ماده تشکیل شده‌اند.

مثال نقض (برای اینکه مرزها را بهتر بفهمی): آیا نور یا فکر کردن هم ماده هستند؟ خیر. نور جایی را اشغال نمی‌کند و شما نمی‌توانی آن را توی دستت بگیری. فکر کردن هم یک فرآیند در مغز است، اما خودِ فکر، یک جسم نیست و جایی را پر نمی‌کند. پس هر چیزی که جسم باشد، از ماده ساخته شده.

نتیجه: هر جا می‌بینی چیزی هست که قابل لمس یا دیدن است (مثل سنگ، درخت، خودکار)، بدان که آن چیز از ماده درست شده.

ماده جرم و حجم دارد. این جمله می‌گوید که ماده دو ویژگی اصلی و اساسی دارد که با آن شناخته می‌شود. اگر چیزی هر دوی این ویژگی‌ها را داشت، ماده است.

ویژگی اول جرم که یعنی مقدار "چیزی" که در یک جسم وجود دارد. هرچه جرم یک جسم بیشتر باشد، آن جسم سنگین‌تر است (در مقایسه با جسم دیگر). در واقع، جرم همان "چقدر پر بودن" یا "چقدر ماده داشتن" یک جسم است. مثال عالی برای فهم جرم: فرض کن دو تا بادکنک داری. یک بادکنک را با باد و یکی دیگر را با آب پر می‌کنی. بادکنک حاوی آب، مقدار ماده (جرم) بیشتری در خودش دارد، چون آب خیلی متراکم‌تر از هواست. اگر هر دو را روی دستت بگذاری، بادکنک حاوی آب حس سنگینی بیشتری دارد، یعنی جرمش بیشتر است. پس جرم یعنی "مقدار ماده ای" که درون جسم است.

ویژگی دوم: حجم که یعنی مقدار فضایی که یک جسم اشغال می‌کند. به عبارت ساده‌تر، "جاگیری" جسم.

یک لیوان را در نظر بگیر. وقتی یک لیوان را تا لبه پر از آب می‌کنی، می‌گویی "حجم این لیوان ۲۰۰ میلی‌لیتر است". یعنی آب ۲۰۰ میلی‌لیتر از فضای داخل لیوان را اشغال کرده است. یک مثال دیگر: یک توپ بسکتبال و یک توپ پینگ‌پنگ. توپ بسکتبال فضای بسیار بیشتری را اشغال می‌کند، پس حجمش بیشتر است.

جمع‌بندی نهایی: یک سنگ را در نظر بگیریم.

1- جمله اول (ماده): سنگ یک جسم است، پس از ماده تشکیل شده.

2-  جمله دوم (جرم و حجم):

جرم دارد: اگر سنگ را بگذاری روی دستت، احساس سنگینی می‌کنی. این احساس سنگینی به خاطر جرم سنگ است. یعنی مقدار زیادی ماده (اتم و مولکول) درون آن سنگ جمع شده.

حجم دارد: سنگ درون کیف تو جا می‌گیرد و مانع قرار گرفتن دفترها می‌شود. یعنی دارد یک فضایی را اشغال می‌کند که به آن حجم می‌گویند.

پس سنگ یک جسم است، ماده دارد، و این ماده هم جرم دارد (سنگین است) و هم حجم دارد (جا می‌گیرد).

جرم جسم را با یکای کیلوگرم یا گرم اندازه می گیرند.

یادآوری: جرم هر جسم مقدار ماده تشکیل دهنده آن جسم است.

جرم اجسام را با ترازو اندازه می گیرند.

برای اندازه گیری جرم اجسام کوچک مانند یک مداد از گرم و برای بیان جرم اجسام بزرگ مثل میز از کیلوگرم استفاده می‌شود.

یک تن معادل هزار کیلوگرم است و یک کیلوگرم معادل هزار گرم است.

وزن جسم برابر با نیروی گرانشی(جاذبه ای) است که از طرف زمین به جسم وارد می شود و جسم را به طرف زمین (پایین) می کشد.

مثلا وقتی می‌روی خرید، یک کیسه پلاستیکی نایلونی برمیداری، خیلی راحت است (وزن کم). اما اگر یک کیسه پر از سیب زمینی یا هندوانه برداری، دستت درد می‌گیرد و سنگین است. می‌بینی چقدر پایین کشیده میشوی؟ این همان «وزن» است.

وزن جسم با نیروسنج اندازه گیری می شود.

اشتباه رایج: افراد معمولا وزن را با جرم اشتباه می گیرند مثلا می گویند وزن آرش 60 کیلوگرم است در حالی که باید بگویند، جرم آرش 60 کیلوگرم است.

داخل نیروسنج فنری وجود دارد که می تواند کشیده شود. مقدار کشیدگی فنرِ داخلِ نیروسنج به اندازه نیرویی بستگی دارد که به نیروسنج وارد می‌شود.

وزن یک جسم را با یکای نیوتن نشان می دهند.

یک نیوتن نیروی کوچکی محسوب می‌شود.

وزن یک جسم 100 گرمی تقریبا یک نیوتن می باشد. در نتیجه 300 گرم، 3 نیوتن و 1000 گرم یا یک کیلوگرم تقریبا برابر با 10 نیوتن است.

جرم یک جسم در نقاط مختلف کره زمین ثابت است: یک کیلو گوجه در ایران و آفریقا و قطب جنوب ثابته !

اما چون وزن یک جسم به حاصلضرب جرم در شتاب جاذبه بستگی دارد پس وزن یک جسم در قطب های کره زمین بیشتر از استواست.

(چون در قطب ها نسبت به استوا، به مرکز زمین نزدیک تر هستیم یعنی زمین بیشتر ما رو میکشه به سمت خودش و جذب می کنه).

البته وزن جسم با دورشدن از سطح زمین کمتر می شود تا جایی که در خارج از جو مثلا فضا وزن جسم تقریبا صفر می شود زیرا جاذبه زمین به آن جسم وارد نمی شود و جسم در فضا شناور می شود.

تمام اجسام نیروی جاذبه دارند حتی خودکار یا مدادی که در دست شما است هم نیروی جاذبه دارد ولی به دلیل کوچک بودن آن ها نیروی جاذبه خیلی ناچیز است. کره زمین به دلیل جرم زیاد، جاذبه زیادی دارد. مثلا جرم ماه از جرم زمین کمتر است پس نیروی جاذبه ماه هم از نیروی جاذبه زمین کمتر است و اجسام در سطح ماه نسبت به سطح زمین وزن کمتری دارند.