الكتلة
هي أحد المفاهيم الفيزيائيّة وتعني الكميّة التي يحتويها جسم ما من المادة، والكتلة كغيرها من الكميات الفيزيائية التي لا تفنى ولا تستحدث؛ بل هي كميّة ثابتة لا يمكن أن تتغيّر بسبب تأثيرات خارجية كالزمان أو المكان. الكتلة هي كميّة فيزيائية قياسية؛ أي يمكن التعبير عنها بالمقدار فقط " عدد فقط "، وليس لها اتجاه، على عكس الكميّات الفيزيائية الأخرى كالسرعة؛ فالسرعة هي كمية فيزيائية متجهة، أي يتم التعبير عنها باستخدام المقدار " العددي" والاتجاه معاً.
وحدات قياس الكتلة
هناك عدّة وحدات يمكن قياس الكتلة من خلالها؛ حيث تختلف وحدة الكتلة المستخدمة باختلاف نظام الوحدات المتّبع، فهناك نظامان رئيسيان للوحدات، وهما النظام الأمريكي للوحدات، والنظام البريطاني للوحدات، وما يلي الوحدات لكلا النظامين:
- الغرام.
- المليغرام.
- السنتيغرام.
- الهكتوغرام.
- الميغاغرام.
- الكيلوغرام.
- الرطل.
- المثقال.
- الأوقية.
الفرق بين الكتلة والوزن
يظن الكثير من الناس بأنّ الكتلة هي مقدار مساوٍ للوزن، أو أنّ الوزن والكتلة مفهوم واحد، إلّا أنّ هناك فرق شاسع بين مفهوم الكتلة ومفهوم الوزن فيزيائياً؛ فالوزن أحد الكميات الفيزيائية المتجهة؛ أي يمكن التعبير عنه من خلال العدد والاتجاه أيضاً، فيمكن القول إنّ وزن الكرة 20 نيوتن للأسفل، كما أن الوزن نوع من أنواع القوى الفيزيائية، حيث يعد قوة جذب الأرض لجسم ما، وبذلك يعتمد الوزن بشكل أساسي على مقدار الجاذبية في المكان المقاس فيه الجسم، فالجاذبية تُعطي وزناً إضافياً للجسم، فإذا كانت كتلة شخص ما 50 كيلوغراماً في مكان خالٍ من الجاذبية الأرضية، يصبح وزنه مقدار الكتلة مضروباً بمقدار الجاذبية في المكان غير المعزول عن الجاذبية الأرضية.
قانون الكتلة والوزن
كأي كميّة فيزيائية أخرى توجد للكتلة والوزن معادلات رياضية خطيّة يمكن من خلالها إيجاد مقدارهما؛ حيث إن وزن الجسم = الكتلة× ثابت الجاذبية الأرضية، والوحدة المستخدمة لقياس الوزن هي نيوتن، أمّا وحدة الكتلة هي الكيلوغرام " وتختلف باختلاف النظام المستخدم "، أمّا الجاذبية الأرضية فوحدة قياسها هي م/ث²، ومن خلال المعادلة الرياضية السابقة يمكن إيجاد مقدار الكتلة في حال وجود مقدار الوزن، والعكس صحيح؛ حيث يمكن إيجاد مقدار الوزن بوجود مقدار الكتلة.
أمّا مقدار الجاذبية الأرضية فهو ثابت في كل الحالات. على سبيل المثال إذا كان مقدار كتلة الجسم 20 كيلوغراماً، فإنّ وزنه يصبح 20 كيلوغراماً مضروباً بمقدار الجاذبية الأرضية وهي تساوي 9.81، أي 196.2 نيوتن. أمّا إذا كان وزن الجسم 200 نيوتن فإن كتلته ستصبح 200 مقسوماً على ثابت الجاذبية الأرضية؛ أي 20.38 كيلو غرام.
