كيفية حساب الوزن من خلال معرفة الكتلة

يعتبر حساب الوزن من خلال معرفة الكتلة أمرًا أساسيًا في حياتنا اليومية. فمن خلال فهم العلاقة بين الكتلة والوزن، نستطيع أن نحسب كمية المادة التي نتعامل معها ونتنقل بين الوحدات المختلفة. إن فهم هذا المفهوم له أهمية كبيرة في الحياة العملية سواء في ميدان الهندسة، العلوم، أو حتى في التخطيط الغذائي.

في هذا المقال، سنستعرض كيفية حساب الوزن باستخدام المعرفة المسبقة للكتلة والتأثير الذي يمارسه الجاذبية على الجسم. سنقوم أيضا بتوضيح العلاقة الرياضية بين الوزن والكتلة وكيفية تحويل الوحدات بينهما. كما سنتطرق إلى تطبيقات عملية تستفيد من هذا المفهوم، سواء في مجالات الهندسة والعلوم أو في حياتنا اليومية. دعونا نبدأ رحلتنا في عالم حساب الوزن من خلال فهم الكتلة.

سنتعرف في هذا الدرس عن:

مقدمة عامة عن الأوزان والكتل
العلاقة العامة بين الكتلة والوزن
مسائل هامة وتوضيحية عن حساب الوزن
معلومات بسيطة ومفيدة عن الوزن
تعريف الكتلة والوزن وتسارع الجاذبية الأرضية
التعرف على بعض المفاهيم الفيزيائية
التعرف على بعض الوحدات القياسية وقيمها

مقدمة عامة عن الأوزان وكيفية حساب الوزن

يُعرف الوزن على أنه مقدار قوة جذب الأرض للجسم أو للشيء الذي نريد حساب وزنه ، بينما تعرف الكتلة على أنها مجموع ومقدار ما يحتويه الجسم من المادة أينما كان بغض النظر عن الجاذبية الأرضية ولهذا السبب تتواجد أجسام كتلتها تصل إلى ٣0 كيلوجرام على الأرض وتبلغ ٣0 كيلوجرام أيضًا على القمر كما ت العلماء على الرغم من أنها المفترض تزن 1/6 وزنها على القمر أي بمقدار السدس يعني الجسم الذي وزنه على سطح الأرض ٦٠ كيلو جرام يعادل وزنه على سطح القمر حوالي ١٠ كيلو جرام فقط بسبب اختلاف الجاذبية ولكن أكثر الأحيان تبقى الكتلة ثابتة .

محتويات المقالة

كيفية حساب الوزن

حساب الوزن استخدم هذه المعادلة لتحويل الوزن إلى كتلة ( الوزن= الكتلة× ثابت الجاذبية الأرضية العام او قيمة تسارع الجاذبية الأرضية)

يُعرف الوزن على أنه مقدار قوة جذب الأرض للجسم وقد عبر عنها العلماء بمعادلة تنص على w=m×g أو w=m*g قاموا بالتعبير عنها على أنها تمثل قوة له أربعة مقادير شدتها أي جداء الكتلة بتسارع الجاذبية الأرضية وجهتها نحو الأسفل دوماً

لذلك قرر العلماء التعبير عن الوزن بالعلاقة f=m×g حيث يعتبرون أن الوزن قوة ولها شدة

f رمز الوزن أو شدة قوة الوزن ويُقاس بوحدة نيوتن وأحياناً بالطن m رمز الكتلة وتُقاس بوحدة الكيلو جرام g رمز تسارع الجاذبية الأرضية ويُرمز لها بالرمز g ووحدتها مترلكل ثانية مربعة أي m/s² متر في الثانية المربعة

إذا كنت تعتمد الوحدة بالأمتار فإن معامل أو قيمة تسارع الجاذبية الأرضية سوف يساوي 9.8١ m/s² ، وهذه وحدة قياس عالمية يجب الأخذ بها

إذا كنت تستخدم الأقدام فإن تسارع الجاذبية الأرضية سوف يساوي 32.2 f/s² حيث أن القدم ويرمز له ب f يساوي 30.48cm سم، هذه الوحدة هي نفس الوحدة السابقة ولكن تم تعديلها ليصبح الوحدة بالأمتار

استنتج كتلة الجسم

يمكن استنتاج قيمة الوزن من كتلة الجسم، والكتلة هي مقدار ما يحتويه الجسم من المادة ووحدة قياسها في علم الفيزياء الكيلوجرام دوماً

قانون ذابت الجاذبية لحساب الوزن — قانون ثابت الجاذبية ل حساب الوزن

استنتج ثابت الجاذبية الأرضية العام

بعبارة أخرى حاول معرف قيمة “g” على سطح الأرض حيث يساوي ١g=9.8 متر لكل ثانية مربعة

يتغير تسارع الجاذبية في كل مكان في الكون حسب طبيعة الكوكب، ومن المؤكد أن مدرسك قد أشار لك بهذه المعلومة ومن ثم يجب معرفة من أين يأتي مصدر الجاذبية الأرضية

تسارع الجاذبية على سطح الأرض يختلف على سطح القمر حيث يبلغ تسارع الجاذبية على سطح القمر حوالي 1.622 متر لكل ثانية مربعة أذ يبلغ حوالي 1/6 تسارع جاذبية الأرض ولذلك يبلغ وزنك على سطح القمر 1/6 مقارنة بوزنك على سطح الأرض!!!

تسارع الجاذبية على الشمس يختلف عن تسارع الجاذبية على الأرض والقمر حيث يبلغ على الشمس حوالي 274 متر/ثانية مربعة 2 أو يبلغ 28 ضعف تسارع الجاذبية الأرضية هنا على سطح كوكبنا الأرض ولهذا السبب يزن وزنك 28 ضعف على الشمس لو افترضنا ذلك مقارنةً بوزنك على سطح الأرض (إذا كان يمكنك الوصول للشمس أو البقاء على قيد الحياة بالاقتراب منها فرضاً !)

ضع الأرقام ومعطيات المسألة داخل المعادلة أو قانون حساب الوزن يمكنك الآن بعد الحصول على قيمة الكتلة وقيمة تسارع الجاذبية الأرضية أن تحصل على الوزن المطلوب من خلال المعادلة الآتية وهي (الوزن =الكتلة×ثابت الجاذبية الأرضية العام) وعليه فإن استنتاجك للوزن يُقاس بوحدة نيوتن أو”N “.

أمثلة ومسائل رياضية فيزيائية هامة عن حساب الوزن :

حل المثال الأول

المسألة الأولى :

“جسم يبلغ كتلته 100 كيلو جرام، فكم يبلغ قيمة وزنه أو شدة قوة وزنه على سطح الأرض؟”

الحل:

يتوفر لدينا قيمة الكتلة وتسارع الجاذبية الأرضية، الكتلة m تبلغ 100 كيلو جرام، وتسارع الجاذبية الأرضية g يساوي 9.8١ متر لكل ثانية مربعة

نضع المعادلة العامة أو القانون العام لحساب الوزن مع تعويض القيم و معطيات المسألة :

الوزن = 100 كيلو جرام × 9.81 متر/ثانية مربعة = ٩٨١ N نيوتن

(قيمة الوزن أو شدة قوة وزنه الجسم على سطح الأرض =9٨١ نيوتن)

المسألة الثانية:

“عندما تبلغ كتلة جسم 40 كيلو جرام، كم يبلغ وزنه على سطح القمر؟”

يتوفر لدينا الكتلة وثابت الجاذبية العام حيث تبلغ الكتلة 40 كيلوجرام وتسارع الجاذبية يبلغ 1.6 متر لكل ثانية مربعة 2، هذا لأننا نريد استنتاج وزن الجسم على سطح القمر في نفس الوقت.

نضع المعادلة التالية : الوزن = 40 كيلو × 1.6 متر لكل ثانية مربعة = ٦٤ نيوتن N

(قيمة الوزن وشدة قوته = 64 نيوتن).

المسألة الثالثة:

يتطلب هذا السؤال إيجاد الكتلة لجسم يزن 549 نيوتن على سطح الأرض والمطلوب حساب قيمة كتلته؟

نقوم بتعويض المعطيات والمعاليم في نص القانون العام :

(549 = الكتلةM × 9.8 متر لكل ثانية مربعة ).

نقوم بقسمة الوزن على تسارع الجاذبية الأرضية لاستنتاج وإخراج قيمة الكتلة، إذن (الكتلة = 56 كيلو جرام).

اصطياد الأخطاء

تجنب الخلط بين الكتلة والوزن

يغلب على بعض الأشخاص الحيرة والخلط في استخدامهما لذا تذكر أن تعريف الكتلة هي ما يحتويه ويمتلكه الجسم من مادة وذرات ومقدار كمي أينما كان مكانه وموقعه

أما الوزن يقيس شدة قوة الجاذبية الأرضية على الأجسام والأشياء التي يمكنها التحرك في الفضاء الواسع حولنا ، وتوجد طريقتين تساعد على الحفظ والتمييز :

تتكون الكتلة من وحدات الجرامات أو الكيلوجرامات، وكل من الكتلة والجرامات تحتوي وتشتكي على حرف التاء “ت” لذلك تذكر ذلك دوماً واربط حرف التاء مع الكتلة والجرامات وشدة قوة أو مقدار الوزن يحتوي على وحدات نيوتن، وكلاهما يحتويان على حرف النون “ن”. تذكر ذلك جيداً تساعد عملية الربط كثيراً في عملية الحفظ والتذكير والتمييز بين المعلومات المتشابهة وتلعب دوراً هاماً وأساسياً بذلك .

استخدم وحدات علمية ولكنها دولية أفضل ..تتعامل معظم المسائل الفيزيائية والرياضية مع وحدة نيوتن (ن) للتعبير عن شدة الوزن وقيمته ويُعبر عن المتر لكل ثانية مربعة (م/ث ²) في حساب قوة الجاذبية وتُقاس الكتلة بوحدة الكيلوجرام (كجم)، لذا إذا تعاملت بوحدات مختلفة لكل قيمة من هذه القيم، لا يمكنك استخدام المعادلة نفسها.

قُم بتحويل الوحدات العلمية هذه لتتناسب مع المعادلة القياسية

إليك بعض المعلومات البسيطة عن حساب الوزن :

كل 1 باوند =يساوي الى 4.448 نيوتن

1كل قدم =يساوي الى 0.3048 متر أي ٣٠ سم تقريباً

إضافة: التعبير عن الأوزان وشدتها من خلال استخدام وحدة كيلوجرام ثُقلي

تعتبر نيوتن وحدة قياس دولية وعالمية ويُعبر غالباً عن الوزن من خلال وحدة “كيلوجرام ثقلي ” ويرمز لها ب (ك جم ث) ولكنها لا تعتبر وحدة قياس دولية وتستخدم أحياناً فقط

1حيث كيلوجرام ثقلي يساوي إلى = N 9.816 نيوتن

ما هي وحدة القياس الدولية؟ إنها تعتمد على النظام الدولي والعالمي لوحدات القياس للعلماء والباحثين في مجالات العلوم المختلفة.

بعض الأفكار المفيدة والهامة في حساب الوزن والكتلة :

يعد الجزء الأكثر صعوبة وتعقيداً هو فهم وتمييز الفرق بين كل من الوزن والكتلة، حيث يميل الناس إلى استخدام عبارة “الوزن” و”الكتلة” بالتبادل أي استخدام المصطلحين لنفس الغرض والمعنى من دون معرفة الاختلاف والفرق بينهما يستخدم الأفراد الكيلوجرام لحساب أوزانهم حينما يجب استخدام وحدة نيوتن أو الكيلوجرام الثقلي، حتى الأطباء قد يقوموا بحساب وزنك عندما يتطلب ذلك من خلال حساب كتلتك .

يُمكن التعبير عن تسارع الجاذبية الأرضية من خلال حساب قيمة شدة الوزن/ ومقدار الكتلة وبتناسبهما وقسمتهما على بعض حيث أن 1 نيوتن / كيلوجرام = يساوي الكتلة / الثانية مربعة بالضبط

حساب الوزن يُقاس توزان أو وزن وقيمة الكتلة بالكيلوجرام، بينما هناك مقاييس وميزان يعتمد على الضغط عليها كالزنبرك أو النابض للقياس بالكيلو الجرام الثقلي أي كوحدة نيوتن كمقدار شدة قوة

يُذكر أن السبب وراء تفضيل القياس بوحدة النيوتن بدلًا من بالكيلوجرام الثقلي أن العديد من الأشياء والأجسام يُسهل حسابها ومعرفتها عندما تعرف عدد نيوتن وهي وحدة سهلة وعالمية أيضاً.

شاهد ايضاً العلاقة بين التركيز المولي والتركيز الكتلي.