מסה ≠ משקל
שני מושגים שונים שרבים מבלבלים ביניהם!
למה זה חשוב?
מסה מול משקל
מסה (Mass)
• הגדרה: כמות החומר בגוף
• יחידות: גרם, קילוגרם
• כלי מדידה: מאזניים
• נשאר קבוע: בכל מקום ביקום!
משקל (Weight)
• הגדרה: כוח המשיכה על הגוף
• יחידות: ניוטון (N)
• כלי מדידה: קפיץ/דינמומטר
• משתנה: תלוי בכוח הכבידה!
אסטרונאוט במקומות שונים
| מיקום | מסה | משקל (ניוטון) | משקל (כוח הרגשה) |
|---|---|---|---|
| כדור הארץ | 70 ק"ג | 686 N | 100% (רגיל) |
| הירח | 70 ק"ג | 114 N | ~17% (קל מאוד!) |
| מאדים | 70 ק"ג | 259 N | ~38% |
| צדק | 70 ק"ג | 1,743 N | ~254% (כבד מאוד!) |
| חלל (העדר כבידה) | 70 ק"ג | 0 N | 0% (חסר משקל) |
* המסה תמיד 70 ק"ג—רק המשקל משתנה!
למה המשקל משתנה?
המשקל הוא כוח—וכוח הכבידה משתנה ממקום למקום.
המשקל תלוי בשני דברים:
1. מסת הגוף - ככל שגדולה יותר, המשקל גדול יותר
2. עוצמת הכבידה - משתנה לפי גרם השמיים
הנוסחה: משקל = מסה × תאוצת הכבידה
בכדור הארץ: g = 9.8 מ'/שנייה²
בירח: g = 1.62 מ'/שנייה² (כשישית!)
W = m × g
לכן אסטרונאוט בירח מרגיש קל כנוצה, למרות שכמות החומר בגופו לא השתנתה!
מדוע בחיי היומיום לא מבחינים?
כי תמיד נמצאים על כדור הארץ!
כשהכבידה קבועה, היחס בין מסה למשקל קבוע. לכן בפועל מודדים "משקל" בקילוגרמים ולא בניוטון.
מתי זה כן משנה?
בחלל, במעלית, או בניסויים פיזיקליים!
חוקי הפיזיקה משתמשים במסה (לא במשקל) כי היא הגודל האמיתי והקבוע.
שאלה לחשיבה
אם אסטרונאוט במצב "העדר כבידה" בחללית—האם הוא יכול להזיז חפץ כבד?
כן! החפץ אמנם חסר משקל (לא לוחץ על שום דבר), אבל יש לו מסה. כדי להאיץ חפץ כבד צריך להפעיל כוח גדול יותר מאשר לחפץ קל. זה בגלל שמסה היא התנגדות לשינוי בתנועה (עקרון ההתמדה).
בתחנת החלל הבינלאומית, האסטרונאוטים נראים כאילו הם מרחפים. האם שם אין כבידה?
לא! בגובה תחנת החלל (~400 ק"מ) הכבידה עדיין כ-90% מזו שעל פני הארץ!
הסיבה לריחוף היא שהתחנה נופלת חופשי סביב כדור הארץ כל הזמן. האסטרונאוטים והתחנה נופלים יחד באותו קצב—ולכן לא מרגישים משקל ביחס לתחנה. זה כמו להיות במעלית שנופלת!