ดาวน์โหลดบทความ
ดาวน์โหลดบทความ
น้ำหนัก ของวัตถุหนึ่งคือแรงโน้มถ่วงที่ใช้ดึงวัตถุนั้น มวล ของวัตถุคือปริมาณของสสารที่วัตถุนั้นมี และมันจะอยู่คงเดิมทุกที่ไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ไหนโดยไม่เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง นั่นจึงทำให้วัตถุที่มีมวล 20 กิโลกรัมบนโลก จะยังคงมีมวล 20 กิโลกรัมบนดวงจันทร์ ถึงแม้จะหนักเพียงแค่ 1/6 ที่มันหนักน้อยลงเหลือ 1/6 ก็เพราะดวงจันทร์มีแรงโน้มถ่วงเพียง 1/6 ของโลก อ่านต่อถึงข้อมูลและวิธีการคำนวณน้ำหนักจากมวล
สิ่งที่คุณควรรู้
- น้ำหนักของวัตถุจะเท่ากับแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุนั้น มวลของวัตถุจะคงเดิมเสมอ แต่น้ำหนักของมันจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง
- ใช้สูตร เพื่อคำนวณน้ำหนักจากมวล ในสูตรนี้ = น้ำหนัก (หน่วยเป็น N), = มวล (หน่วยเป็น kg), และ = ความเร่งโน้มถ่วง (หน่วยเป็น m/s 2 )
- เนื่องจากน้ำหนักถือเป็นแรง นักวิทยาศาสตร์จึงอาจเขียนสมการเป็น , โดย = แรง (หน่วยเป็น N), = มวล (หน่วยเป็น kg), และ = ความเร่งโน้มถ่วง (หน่วยเป็น m/s 2 ).
- ค่าของแรงโน้มถ่วง , คือ 9.8 m/s 2 บนโลก แต่จะเปลี่ยนไปในที่อื่นของจักรวาล เช่น บนดวงจันทร์นั้น = 1.622 m/s 2
ขั้นตอน
-
ใช้สูตร "w = m x g" เพื่อแปลงน้ำหนักเป็นมวล. น้ำหนักนั้นขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อวัตถุ นักวิทยาศาสตร์นำประโยคนี้มาใส่เป็นสมการโดยเขียนว่า w = m x g , หรือ
w = mg [1] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง- เนื่องจากน้ำหนักนั้นเป็นแรง นักวิทยาศาสตร์จึงเขียนสมการอีกแบบเป็น [2] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- = สัญลักษณ์ของน้ำหนัก วัดเป็นหน่วยนิวตัน N
- = สัญลักษณ์ของมวล วัดเป็นหน่วยกิโลกรัม หรือ kg
-
= สัญลักษณ์สำหรับความเร่งโน้มถ่วง หน่วยเป็น m/s 2
, หรือเมตรต่อวินาทียกกำลังสอง
- หากคุณใช้ เมตร ความเร่งโน้มถ่วงบนผิวโลกคือ 9.8 m/s 2 นี่เป็นหน่วยมาตรฐานนานาชาติ และคุณน่าจะต้องใช้มัน
- หากคุณใช้หน่วยเป็น ฟุต ความเร่งโน้มถ่วงจะเป็น 32.2 f/s 2 นี่เป็นค่าเดียวกันแค่เปลี่ยนจากเมตรเป็นฟุต โชคดีที่คุณจะไม่เจอโจทย์แบบนี้บ่อยนัก
-
ระบุ มวล ของวัตถุ. เนื่องจากเรากำลังจะหาน้ำหนักจากมวล แสดงว่าเราทราบค่ามวลแล้ว มวลเป็นปริมาณสสารเบื้องต้นที่วัตถุนั้นมี และใช้หน่วยเป็นกิโลกรัม
-
ระบุความเร่งโน้มถ่วง. พูดง่ายๆ คือ หาตัว g บนพื้นผิวโลกนั้น g คือ 9.8 m/s 2 หากเป็นที่อื่นในจักรวาล ความเร่งโน้มถ่วงจะเปลี่ยนไป [3] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- ความเร่งโน้มถ่วงบนดวงจันทร์นั้นแตกต่างจากความเร่งโน้มถ่วงบนโลก ความเร่งตามแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์นั้นจะอยู่ราว 1.622 m/s 2 หรือราว1/6 ของความเร่งนั้นที่เกิดบนโลก นั่นทำให้คุณจึงหนักเพียง 1/6 ของน้ำหนักตัวบนโลกเมื่ออยู่บนดวงจันทร์ [4] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
- ความเร่งโน้มถ่วงบนดวงอาทิตย์จะแตกต่างไปจากความเร่งโน้มถ่วงบนโลกและดวงจันทร์ ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์จะอยู่ราว 274.0 m/s 2 หรือมากกว่าความเร่งนั้นบนโลก 28 เท่า คุณจึงมีน้ำหนักตัวมากกว่าน้ำหนักตัวบนโลก 28 เท่าเมื่ออยู่บนดวงอาทิตย์ (ถ้าคุณเอาชีวิตรอดได้) [5] X แหล่งข้อมูลอ้างอิง
-
แทนค่าตัวเลขลงไปในสมการ . ตอนนี้คุณได้ค่า และ คุณจะสามารถแทนค่าเหล่านั้นลงในสมการ F = mg และพร้อมแก้โจทย์ได้ คุณจะต้องใช้หน่วยเป็นนิวตันหรือ Nโฆษณา
-
แก้โจทย์ตัวอย่าง #1. โจทย์มีอยู่ว่า: "วัตถุหนึ่งมีมวล 100 กิโลกรัม วัตถุนี้จะมีน้ำหนักเท่าใดบนพื้นผิวโลก?"
- เรามีค่าทั้ง เท่ากับ 100 kg, และ เท่ากับ 9.8 m/s 2 เพราะเรากำลังหาน้ำหนักของวัตถุชิ้นนั้นบนพื้นผิวโลก
- เราจัดสมการได้ดังนี้: = 100 kg * 9.8 m/s 2
- = 980 N หรือ บนพื้นผิวโลกนั้น วัตถุที่มีมวล 100 kg จะมีน้ำหนักประมาณ 980 นิวตัน
-
แก้โจทย์ตัวอย่าง #2. โจทย์มีอยู่ว่า: "วัตถุที่มีมวล 40 กิโลกรัม จะมีน้ำหนักเท่าใดบนดวงจันทร์?"
- เราทราบทั้ง เท่ากับ 40 kg และ เท่ากับ 1.6 m/s 2 เพราะคราวนี้เรากำลังหาน้ำหนักของวัตถุบนดวงจันทร์
- เราจัดสมการได้ดังนี้: = 40 kg x 1.6 m/s 2
- = 64 N หรือ บนดวงจันทร์นั้น วัตถุที่มีมวล 40 kg จะมีน้ำหนักประมาณ 64 นิวตัน
-
แก้โจทย์ตัวอย่าง #3. โจทย์มีอยู่ว่า: "วัตถุมีน้ำหนัก 549 นิวตันบนพื้นโลก มวลของมันจะเป็นเท่าใด?"
- สำหรับโจทย์ข้อนี้ เราต้องทำย้อนหลัง ตอนนี้เราทราบค่า และ ก็แค่หา
- แทนค่าในสมการ: 549 = * 9.8 m/s 2
- แทนค่าในสมการ เราจะได้ = 549/9.8 m/s 2
- = 56 kg หรือ วัตถุที่หนัก 549 นิวตันบนพื้นโลกจะมีมวลราว 56 กิโลกรัม
โฆษณา
-
หลีกเลี่ยงความสับสนระหว่างมวลกับน้ำหนัก. ความผิดพลาดอันดับหนึ่งที่ผู้คนมักเจอในปัญหาเหล่านี้คือสับสนระหว่างมวลกับน้ำหนัก จำไว้ว่ามวลคือปริมาณของ"สสาร" ในวัตถุ ซึ่งจะยังคงเดิมไม่ว่าคุณจะเคลื่อนไปที่ไหน น้ำหนักนั้นเป็นการวัดแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อ"สสาร" ซึ่งจะเปลี่ยนไปหากคุณเคลื่อนที่ผ่านห้วงอวกาศ มันมีคำไว้คอยจำดังนี้:
- มวลมีหน่วยเป็นกรัมหรือกิโลกรัม ทั้ง ม วลและกรั ม ต่างมีตัว ม น้ำหนักนั้นมีหน่วยเป็นนิวตัน ทั้ง น้ำ หนักและ นิ วตันต่างมีตัว น
- คุณจะมีน้ำหนักตัวเมื่อ" ตัว "คุณอยู่บนโลก แต่กระทั่ง" มวล "มนุษย์อวกาศก็ยังมีมวลเมื่ออยู่ในอวกาศ
-
ใช้หน่วยทางวิทยาศาสตร์. โจทย์ทางฟิสิกส์ส่วนใหญ่ใช้หน่วยสำหรับน้ำหนักเป็นนิวตัน (N) ส่วนแรงโน้มถ่วงใช้หน่วยเมตรต่อวินาทียกกำลังสอง (m/s 2 ) และสำหรับมวลใช้หน่วยเป็นกิโลกรัม (kg) หากคุณใช้หน่วยอื่นในตัวใดตัวหนึ่งของค่าเหล่านี้ คุณจะ ไม่สามารถ ใช้สูตรเดิมได้ ให้แปลงเป็นหน่วยทางวิทยาศาสตร์เหล่านี้ก่อนจะแทนค่าในตัวแปรตามสมการมาตรฐาน หน่วยการแปลงต่อไปนี้อาจช่วยเพิ่มความสะดวกให้คุณที่เจอโจทย์เป็นหน่วยอิมพีเรียล:
- 1 ปอนด์-แรง = ~4.448 นิวตัน
- 1 ฟุต = ~0.3048 เมตร
โฆษณา
ภาคผนวก: น้ำหนักแสดงในหน่วย kgf
- นิวตันนั้นเป็นหน่วยฐานเอส-ไอ ส่วนใหญ่แล้วน้ำหนักจะบอกมาในหน่วยเป็นกิโลกรัมแรง (kilogramforce) หรือ kgf นี่ไม่ใช่หน่วยฐานเอส-ไอ ดังนั้นจึงมีความสมบูรณ์แบบน้อยกว่า แต่มันก็สะดวกที่จะเปรียบเทียบน้ำหนักที่อื่นๆ กับน้ำหนักบนโลก
- 1 kgf = 9.8166 N.
- หารจำนวนนิวตันที่คำนวณได้ด้วย 9.80665, หรือใช้แถวสุดท้ายถ้ามีบอกไว้
- หากมนุษย์อวกาศหนัก 101 kg จะหนัก 101.3 kgf บนขั้วโลกเหนือ และหนัก 16.5 kgf บนดวงจันทร์
- หน่วยฐานเอส-ไอคืออะไร มันย่อมาจาก Systeme International d'Unites หรือระบบหน่วยวัดแบบเมตริกสมบูรณ์สำหรับนักวิทยาศาสตร์
เคล็ดลับ
- ส่วนที่ยากที่สุดคือเข้าใจความแตกต่างระหว่างน้ำหนักกับมวล เพราะผู้คนมักใช้คำสองคำนี้สลับไปมาแบบแทนกันได้ พวกเขาใช้หน่วยกิโลกรัมสำหรับน้ำหนักแทนที่จะใช้นิวตัน หรืออย่างน้อยก็กิโลกรัมแรง แม้กระทั่งเวลาที่แพทย์พูดกับคุณเรื่องน้ำหนักตัว จริงๆ เขากำลังพูดถึงมวล
- ความเร่งโน้มถ่วง g สามารถแสดงในหน่วย N/kg โดยที่ 1 N/kg = 1 m/s 2 เป๊ะ ดังนั้นตัวเลขจึงเหมือนเดิม
- มนุษย์อวกาศที่มีมวล 100 kg จะหนัก 983.2 N บนขั้วโลกเหนือ และหนัก 162.0 N บนดวงจันทร์ บนดาวนิวตรอนนั้นเขาจะยิ่งหนักกว่านี้อีกมาก แต่เขาเองอาจไม่ทันสังเกต
- คันชั่งนั้นใช้ชั่งมวล (ในหน่วยกิโลกรัม) ในขณะที่เครื่องชั่งจะวัดจากการยืดหรือหดของสปริงในการชั่งน้ำหนักตัวคุณ (ในหน่วยกิโลกรัมแรง)
- เหตุผลที่หน่วยนิวตันนิยมใช้กว่ากิโลกรัมแรง เพราะมันสะดวกกว่าจากการที่ใช้คำนวณอย่างอื่นๆ ได้ง่ายขึ้นเมื่อคุณทราบจำนวนในหน่วยนิวตัน
โฆษณา
คำเตือน
- คำพูดที่ว่า 'น้ำหนักอะตอม' ไม่ได้มีอะไรเกี่ยวข้องกับน้ำหนักของอะตอมเลย มันคือมวล แต่ตรงนี้อาจไม่มีการเปลี่ยนแปลง เพราะคำว่า 'มวลอะตอม' นั้นมีใช้ในเรื่องอื่นที่ต่างออกไปเล็กน้อยเรียบร้อยแล้ว
โฆษณา
ข้อมูลอ้างอิง
- ↑ https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/wteq.html
- ↑ https://web.mst.edu/~reflori/be150/Dyn%20Lecture%20Videos/F=ma%20Particle%20Straight%20Line%201/F=ma%20Particle%20Straight%20Line%201.pdf
- ↑ https://www.physicsclassroom.com/class/1DKin/Lesson-5/Acceleration-of-Gravity
- ↑ https://hypertextbook.com/facts/2004/MichaelRobbins.shtml
- ↑ https://www.smartconversion.com/otherInfo/gravity_of_planets_and_the_sun.aspx
- Georgia State University
- Exploratorium
- Princeton
โฆษณา
