أيهما أثقل طنًا من الحجر أم طنًا من الريش؟ سؤال يثير اهتمام الكثير من الناس ، حيث يعتمد وزن الأشياء على عدة عوامل ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الكتلة والكثافة ، ونحن سوف يشرح ما هو أثقل ، طن من الحديد أو طن من الريش.
الفرق بين الكثافة والكتلة والوزن
الكتلة والكثافة والوزن هي خصائص فيزيائية تستخدم لوصف الأشياء في الفيزياء. تشترك الكتلة والكثافة والوزن في علاقة رياضية. يجب عدم الخلط بين الكتلة والكثافة والوزن. فيما يلي سنشرح بالتفصيل الفرق بينهما:[1]
كتلة
الكتلة هي مقياس لكمية المادة داخل الجسم ، ويرمز لها بالمعادلات والصيغ الرياضية بالرمز m أو الرمز العربي k ، وتستخدم وحدة الجرام كوحدة أساسية في النظام العالمي لوحدات القياس لقياس الكتلة ، وتلك الكتلة تختلف عن الوزن في أنها لا تعتمد على قوة الجاذبية لا تتأثر بها ، ولكن الوزن يعتمد على قوة الجاذبية ، وبالتالي يتغير الوزن مع تغير المكان والجاذبية ، وأن أي جسم سيكون له نفس الكتلة على الأرض وفي الفضاء الخارجي ، ولا توجد علاقة بين الحجم والكتلة ، فالحجم خاصية مختلفة ومستقلة للمادة ، لأن الحجم هو مجرد الفضاء الذي يشغله الجسم في الفراغ.
كثافة
الكثافة ، هي مقدار الكتلة في الجسم لكل مقدار معين من الحجم ، وهي خاصية فيزيائية للأجسام تعبر عن علاقة وحدة الحجم بوحدة كتلة مادة أو جسم ، فكلما زادت الكثافة ، زادت الكتلة بالنسبة إلى نفس الحجم. تعتمد كتلة الجسم على حجمه ، وتقاس بالمتر لكل جرام. يتم تمثيل الكثافة في المعادلات الرياضية بالرمز الإنجليزي Rho Ρ أو بالرمز العربي Th ، وتتأثر كثافة مادة أو جسم بالحرارة والضغط.
الوزن
الوزن هو قوة الجاذبية التي تؤثر على كتلة الجسم ، أو يمكن القول أن الوزن هو قوة جذب الأرض للجسم ، والوزن يرمز إليه في المعادلات الفيزيائية بالرمز W أو الرمز العربي و ، وتستخدم وحدة النيوتن لقياس مقدار وزن الأشياء ، وحساب وزن الجسم بضرب كتلة الجسم في عجلة الجاذبية ، والتي تبلغ 9.81 مترًا لكل ثانية مربعة.
انظر أيضًا: ما الفرق بين الكتلة والوزن؟
أيهما أثقل ، طن من الحجر أم طن من الريش؟
في الواقع ، طن من الحديد يساوي تمامًا طنًا من الريش ، لأن طنًا متماثلًا في كلتا الحالتين. لا تختلف كمية أو كتلة الطن حسب الجسم أو المادة ، حيث أن طن الحديد يساوي 1000 كجم وطن الريش يساوي أيضًا 1000 كجم ، لكن الاختلاف في الكثافة حيث كثافة الحديد أكبر بكثير من كثافة الريش ، وبالتالي فإن حجم طن من الحديد سيكون أصغر حجمًا من حجم طن من الريش ، بمعنى آخر ، سيشغل طن من الريش حجمًا أكبر بكثير من طن من الحديد بسبب لاختلاف الكثافة بينهما.[2]
انظر أيضًا: حاصل ضرب حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته
العلاقة بين الكثافة والكتلة
توجد علاقة رياضية تربط بين كتلة الجسم وحجمه وكثافته ، وهذه العلاقة الحسابية هي كما يلي:
كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم
نظرًا لأن كثافة الجسم تقاس بالكيلوجرام / متر ، يتم قياس كتلة الجسم بوحدة الكيلوجرام ، ويتم قياس حجم الجسم بوحدة المتر ، وفيما يلي بعض الأمثلة العملية للكتلة والكثافة و حسابات الحجم للأجسام:
- المثال الأول: احسب كتلة جسم يشغل حجمًا 0.5 م³ إذا كانت كثافته 12 كجم / م³طريقة المحلول: كثافة الجسم = 12 كجم / م³ حجم الجسم = 0.5 م³ كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم = كتلة الجسم = كثافة الجسم × حجم كتلة الجسم = 12 × 0.5 كتلة الجسم = 6 كجم
- المثال الثاني: حساب كثافة جسم يشغل حجم 2.5 متر 3 كتلته حوالي 34 كيلوجرام طريقة الحل: كتلة الجسم = 34 كيلوجرام حجم الجسم = 2.5 متر 3 كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم كثافة الجسم = 34 ÷ 2.5 كثافة الجسم = 13.6 كجم / م 3
- المثال الثالث: احسب الحجم الذي يشغله الجسم إذا كانت كتلته حوالي 15 كجم وكثافته 0.8 متر 3 طريقة الحل: كثافة الجسم = 0.8 كجم / متر 3 كتلة الجسم = 15 كجم كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم الحجم = كتلة الجسم ÷ كثافة الجسم حجم الجسم = 15 × 0.8 حجم الجسم = 18.75 م³
في ختام هذا المقال سنعرف أيهما أثقل ، طن من الحجر أو طن من الريش. كما أوضحنا بالتفصيل الفرق بين الكتلة والحجم والوزن ، وذكرنا العلاقة الرياضية التي تربط الكثافة والكتلة والحجم للأشياء.