جرم و وزن
مریم وقتی از بقالی برمی‌گردد، می‌گوید: «وزنِ این کیسه‌ی سیب‌زمینی دو کیلوست.» در زبانِ روزمره همه همین را می‌گوییم. اما در علوم، «دو کیلوگرم» اندازه‌ی وزن نیست؛ اندازه‌ی چیزِ دیگری است. پس وزن چیست؟
جرم: چقدر ماده
همه‌ی چیزها از ماده ساخته شده‌اند. جرم یک جسم، مقدارِ ماده‌ای است که آن جسم دارد. جرم را با ترازو و بر حسبِ کیلوگرم یا گرم اندازه می‌گیریم. هر کیلوگرم هزار گرم است.
برای چیزهای سبک، مثلِ یک گردو یا یک قاشق نمک، گرم مناسب‌تر است. برای چیزهای سنگین‌تر، مثلِ یک کیسه برنج یا جرمِ بدنِ خودمان، کیلوگرم. جرمِ یک جسم هر جا که برود همان است، چه در تهران، چه بالای دماوند و چه روی ماه.
وزن: کششِ زمین
در دبستان دیدیم که زمین همه‌چیز را به طرفِ خودش می‌کشد. وزن یک جسم، همین نیرویی است که زمین به آن وارد می‌کند. وزن نیروست، پس یکایش یکای نیرو، یعنی نیوتون است. وزن را با نیروسنج اندازه می‌گیریم. داخلِ نیروسنج فنری است که هر چه جسمِ آویزان سنگین‌تر باشد، بیشتر کشیده می‌شود.
یک نیوتون نیروی کوچکی است: تقریباً وزنِ یک سیبِ کوچکِ صدگرمی. وزنِ جسمی که جرمش یک کیلوگرم است، روی زمین حدودِ ۱۰ نیوتون است. پس برای یک کیسه‌ی دوکیلوگرمی:
- جرم: ۲ کیلوگرم؛
- وزن روی زمین: حدودِ ۲۰ نیوتون.
روی ماه چه می‌شود؟
ماه چیزها را حدودِ شش برابر ضعیف‌تر از زمین به طرفِ خودش می‌کشد. فضانوردی که روی زمین ۸۰ کیلوگرم جرم دارد، روی ماه هم ۸۰ کیلوگرم جرم دارد، چون مقدارِ ماده‌ی بدنش تغییری نکرده است. اما وزنش روی ماه شش برابر کم‌تر است. به همین دلیل فضانوردها روی ماه با لباس‌های سنگین هم می‌توانستند بپرند.
در خانه امتحان کنید
- اگر ترازوی آشپزخانه دارید، جرمِ یک سیب، یک کتاب و یک گوشی را اندازه بگیرید.
- پیش از اندازه‌گیری، جرمِ هر کدام را حدس بزنید و بنویسید.
- وزنِ هر کدام را هم حساب کنید: هر صد گرم حدودِ یک نیوتون.
واژه‌های این درس
- جرم - مقدارِ ماده‌ی یک جسم؛ با ترازو و بر حسبِ کیلوگرم.
- وزن - نیرویی که زمین به جسم وارد می‌کند؛ با نیروسنج و بر حسبِ نیوتون.
- نیوتون - یکای نیرو؛ تقریباً وزنِ یک سیبِ صدگرمی.
ایده‌ی اصلی
جرم مقدارِ ماده است و هر جا برویم تغییر نمی‌کند. وزن کششِ زمین است و روی ماه کم‌تر می‌شود. روی زمین، هر کیلوگرم جرم حدودِ ۱۰ نیوتون وزن دارد.