قانون دوم حرکت نیوتون ( قسمت دوم ـ جرم و وزن )
به نام خدا
بسیاری از ما فکر می کنیم که جرم و وزن از نظر معنایی یکسان اند اما در حقیقت این گونه نیست در این قسمت با این دو مقوله آشنا می شویم
جرم و وزن
جرم مقدار ماده موجود در یک ماده است ، همچنین جرم معیاری است از لختی یا کندی جسم در واکنش به هر کوششی که بخواهد آن را به حرکت در آورد ، متوقف کند ، یا به هر ترتیب حالت حرکت آن را تغییر دهد .اما وزن نیرویی است که بر اثر گرانی بر جسم وارد می شود.
توجه کنید که جرم یک جسم همیشه ثابت است اما وزن آن با تغییر مکان کم یا زیاد می شود. با توجه به رابطه ی زیر می توانید وزن اجسام را بدست آورید :
وزن = جرم × شتاب گرانی
و به صورت نمادین می گوییم
W = m.g
نکته : به شباهت زیاد این رابطه با رابطه F = ma توجه کنید.
نکته : در این رابطه w وزن است و یکایش نیوتون می باشد ، g شتاب گرانی است و که در سطح زمین برابر با 10 متر بر مجذور ثانیه است و m جرم جسم است.
با توجه به رابطه بالا می توان فهمید که وزن یک آجر 1 کیلو گرمی 10 نیوتون است . اما توجه کنید که وزن این آجر فقط در سطح زمین 10 نیوتون است . اما در خارج از زمین ممکن است بیشتر و یا کمتر باشد . به عنوان مثال در سطح ماه شتاب گرانی یک ششم شتاب گرانی در زمین است بنابراین وزن آجر 1 کیلو گرمی در سطح ماه حدودا 1.6 نیوتون است.
نکته ی دیگری که مهم است این است که جرم را با حجم اشتباه نگیرید ، حجم فضایی است که جسم اشغال می کند . بنابراین با اینکه حجم یک بادکنک بیشتر از حجم یک آجر است اما واضح است که جرم آجر بیشتر از جرم بادکنک است.
جرم در مقابل شتاب گرفتن مقاومت می کند
اگر جسم کوچکی را هل دهید می بینید که جسم حرکت می کند اما اگر فیلی را با همان نیرو هل آیا فیل حرکت می کند ؟
با توجه به مثال بالا می فهمیم که شتاب گرفتن یک جسم علاوه بر نیرو به مقدار جرم جسم نیز بستگی دارد . اما باید توجه کنیم که شتاب با نیرو رابطه مستقیم داشت اما با جرم رابطه عکس دارد ، به صورت نمادین می گوییم :
رابطه F = m.a را به یاد بیاورید در این رابطه :
نیرو با نسبت مستقیم متناسب با جرم است یعنی :
F ~ m
نیرو با نسبت مستقیم متناسب با شتاب است یعنی :
F ~ a
شتاب با نسبت عکس متناسب با جرم است یعنی :
a ~ 1/m
نکته : در این رابطه a شتاب است که یکایش متر بر مجذور ثانیه است ( m/s2 ) و m جرم است که یکایش کیلو گرم است ( kg ) و F نیرو است که یکایش نیوتون ( N ) است.
نکته : متانسب بودن و یا تناسب در فیزیک به معنی رابطه داشتن است مثلا وقتی می گوییم نیرو متناسب با شتاب است منظور این است که نیرو با شتاب در ارتباط است.
نکته : هنگامی که دو چیز با یکدیگر متناسب اند ممکن است نسبت آن ها مستقیم و یا نسبت عکس باشد. هنگامی که دو چیز با هم نسبت مستقیم دارند با افزایش یکی ، دیگری نیز افزایش می یابد . اما هنگامی که صحبت از نسبت عکس می کنیم منظور این است که افزایش یکی باعث کاهش دیگری می شود .
در ادامه با قانون دوم نیوتون به طور کامل آشنا می شویم.
بدک نبود ولی کاش سئوال هم داشت.[:
سوال هم بزودی میزارم!
خیلی عالی بود ممنون.
خواهش!