Ero massan ja painon välillä
Sisällysluettelo:
Tärkein ero - massa vs. paino
Käytämme jokapäiväisessä käytössä termejä massa ja paino keskenään. Näiden kahden välillä on kuitenkin tekninen ero. The tärkein ero massan ja painon välillä massa on aineen määrän mittaus kehossa, kun taas paino on voiman mittaus, jonka keho tuntee painovoimakentässä.
Mikä on Mass
Massa on kehon aineen määrän mittaus. On kaksi erillistä kontekstia, joissa massasta tulee tärkeä. Ensinnäkin kehon massa yrittää vastustaa kiihtyvyyttä aina, kun kehoon kohdistetaan voimaa. Tätä kohteen haluttomuutta vastustaa kiihtyvyyttä kutsutaan inertia ja niin tässä yhteydessä massasta käytetään nimitystä inertiaalinen massa (
). Jos tuloksena oleva voima
vaikuttaa kehoon, kiihtyvyys
joka voidaan tuottaa, on kääntäen verrannollinen kohteen massaan, joten:
Toiseksi massa on myös ominaisuus, joka määrittää kahden kohteen välisen painovoiman. Tässä yhteydessä massasta käytetään nimitystä painovoima (
). Painovoima kahden vetovoiman omaavan kohteen välillä
ja
, erotettu toisistaan etäisyydellä
voidaan antaa,
missä
kutsutaan yleiseksi painovoimavakioksi
6.67×10-11 m3 kg-1 s-2. (Huomaa: painovoima voidaan jakaa edelleen aktiiviseen ja passiiviseen painovoimaan, mutta tämä on ero, jota emme mene).
Inertia ja vetovoima ovat kaksi erillistä asiaa, eikä ole mitään syytä, että esineen hitausmassa olisi yhtä suuri kuin painovoima. Mikään kokeilu ei kuitenkaan ole osoittanut, että nämä kaksi ovat eriarvoisia. Massa on yksi fyysisistä perusmääristä, ja SI -yksikkömassa massa ilmaistaan kilogrammoina. Joukko perinteisiä tasapainotusasteikkoja mittaa massaa. Koska esineitä lisätään asteikon molemmille puolille, painovoima "peruutetaan" ja tekemästäsi mittauksesta tulee massojen vertailu.
Mikä on Paino
Paino on painovoima, jonka keho kokee painovoimakentässä. Jos kehon paino on annettu
, sitten sen antaa
missä
on painovoimakentän voimakkuus. Verrattuna yhtälöön, joka meillä oli gravitaatiomassalle, meillä on sitten
missä
on kehon painovoima, joka muodostaa massan painovoimakentän
on sisällä.
Paino on voima, ja se mitataan newtoneina (N). Koska paino ei riipu pelkästään esineen omasta massasta vaan myös sitä ympäröivistä kappaleista ja etäisyyksistä näihin muihin kappaleisiin, paino voi vaihdella paikasta toiseen. Esimerkiksi painovoimakentän voimakkuus Kuun pinnalla on noin kuudesosa maapallon painovoimakentän voimakkuudesta. Siksi kaksi samaa massaa omaavaa esinettä kokee silti eri painon, jos toinen niistä on maan päällä ja toinen Kuussa. Kuun esine "painaa" noin kuusi kertaa vähemmän! Kylpyhuoneen vaaka mittaa painosi, koska se tallentaa kuinka paljon voimaa sinua vedetään alas.
Kylpyhuonevaaka mittaa painon. Huomaat 16% "laihtumisen", jos otat nämä vaa'at Kuuhun ja punnitset itsesi siellä (massasi olisi kuitenkin sama)!
Ero massan ja painon välillä
Mitä se mittaa
Massa on aineen määrän mittaus kehossa. Massa vastustaa kiihtyvyyttä, ja massa tuottaa myös vetovoimaa.
Paino on voima, jonka keho kokee painovoiman vaikutuksesta.
Vaihtelevuus
Massa kehon sijainti ei muutu sen asennosta riippuen.
Paino ruumiinrakenne riippuu sitä ympäröivistä esineistä ja niiden välisistä eroista.
Määrän luonne
Massa on skalaarinen määrä.
Paino on vektorimäärä.
Yksiköt
Massa mitataan kilogrammoina.
Paino mitataan newtonissa.
Kuva kohteliaasti
Stephanie Sicoren “Kuinka punnita koira: osa 1” (oma työ) [CC BY-SA 2.0], flickr
