massa en gewicht zijn twee vaak verkeerd gebruikte en verkeerd begrepen termen in de mechanica en de vloeistofmechanica.

De fundamentele relatie tussen massa en gewicht wordt gedefinieerd door de Tweede Wet van Newton. De Tweede Wet van Newton kan worden uitgedrukt als

F = m a (1)

waarbij

f = kracht (N, lbf)

m = massa (kg, slakken)

a = versnelling (m/s2, ft/s2)

massa

massa is een maat voor de hoeveelheid materiaal in een object, dat direct gerelateerd is aan het aantal en het type atomen aanwezig in het object., De massa verandert niet met de positie, beweging of verandering van de vorm van het lichaam, tenzij materiaal wordt toegevoegd of verwijderd.

  • Een object met een massa van 1 kg op aarde zou dezelfde massa hebben van 1 kg op de maan

massa is een fundamentele eigenschap van een object, een numerieke maat voor zijn traagheid en een fundamentele maat voor de hoeveelheid materie in het object.

  • massa elektron 9.1095 10-31 kg
  • massa proton 1.67265 10-27 kg
  • massa neutron 1.67495 10-27 kg

gewicht

gewicht is de gravitatiekracht die op een lichaamsmassa werkt., De algemene uitdrukking van Newtons Tweede Wet (1) kan worden getransformeerd om gewicht als kracht uit te drukken door de versnelling – a – te vervangen door de versnelling van de zwaartekracht – g – als

  • soortelijk gewicht

voorbeeld – het gewicht van een lichaam op aarde vs.maan

De versnelling van de zwaartekracht op de maan is ongeveer 1/6 van de versnelling van de zwaartekracht op de aarde. Het gewicht van een lichaam met een massa van 1 kg op de aarde kan worden berekend als

Fg_earth = (1 kg) (9.81 m/s2)

= 9.,81 N

het gewicht van hetzelfde lichaam op de maan kan worden berekend als

Fg_moon = (1 kg) ((9.81 m/s2) / 6)

= 1,64 N

het hanteren van Massa en gewicht hangt af van de gebruikte systemen van eenheden. De meest voorkomende eenheidssystemen zijn

  • het Internationale Systeem – SI
  • Het Britse zwaartekrachtsysteem-BG
  • het Engelse Ingenieurssysteem-EE

Eén newton is

het Internationale Systeem-SI

in het SI-systeem is de massa-eenheid De kg en aangezien het gewicht een kracht is-is de gewichtseenheid de Newton (N)., Vergelijking (2) voor een lichaam met 1 kg massa kan uitgedrukt worden als:

Fg = (1 kg) (9.807 m/s2)

= 9.807 (N)

waar

9.807 m/s2 = standaard zwaartekracht dicht bij de aarde in het SI-systeem

het resultaat is:

  • een 9.807 N kracht die op een lichaam met 1 kg massa geeft het lichaam een versnelling van 9.807 m/s2
  • een lichaam met een massa van 1 kg gewichten 9.807 N
  • Meer over het SI-Systeem – Een cursus kennismaking met het SI-systeem.,

The Imperial British Gravitational System – BG

Het Britse Gravitational System (Imperial System) van eenheden wordt gebruikt door ingenieurs in de Engelstalige wereld met dezelfde relatie tot het foot-pound – second systeem als het meter – kilogram – kracht tweede systeem (si) heeft tot het meter – kilogram – seconde systeem. Voor ingenieurs die zich bezighouden met krachten, in plaats van massa ‘ s, is het handig om een systeem te gebruiken dat als basiseenheden lengte, tijd en kracht heeft, in plaats van lengte, tijd en massa.

De drie basiseenheden in het imperiale systeem zijn foot, second en pound-force.,

in het BG-systeem is de massa-eenheid de slug en wordt gedefinieerd uit de Tweede Wet van Newton (1). De massa-eenheid, de slak, wordt afgeleid van de pound-kracht door het te definiëren als de massa die zal versnellen met 1 voet per seconde per seconde wanneer een 1 pound-kracht werkt op het:

1 lbf = (1 slug) (1 ft/s2)

met andere woorden, 1 lbf (pound-force) werkt op 1 slug van massa zal de massa een versnelling van 1 ft/s2 geven.,

Het gewicht (de kracht) van de massa kan worden berekend uit vergelijking (2) in BG-eenheden

Fg (lbf) = m (slakken) ag (ft/s2)

Met een standaard zwaartekracht – ag = 32.17405 ft/s2 – het gewicht (de kracht) van 1 slug massa kan berekend worden als

Fg = (1 slug) (32.17405 ft/s2)

= 32.17405 lbf

De engelse Engineering Systeem – EE

In het engels Engineering systeem van eenheden van de primaire dimensies zijn kracht, massa, lengte, temperatuur en tijd., De eenheden voor kracht en Massa zijn onafhankelijk gedefinieerd

  • de basiseenheid van Massa is pound-mass (lbm)
  • de eenheid van kracht is het pound (lb) of pound-force (lbf).

in het EE – systeem geeft 1 lbf kracht een massa van 1 lbm en een standaardversnelling van 32.17405 ft / s2.,

Sinds de EE systeem werkt met deze eenheden van kracht en massa, de Tweede Wet van Newton kan worden gewijzigd om te

F = m a / gc (3)

waar

gc = een evenredigheidsconstante

of getransformeerd naar gewicht (kracht)

Fg = m ag / gc (4)

De evenredigheidsconstante gc het mogelijk maakt om te bepalen van geschikte eenheden voor kracht en massa. We kunnen (4) transformeren naar

1 lbf = (1 lbm) (32.,174 ft/s2) / gc

of

gc = (1 lbm) (32.174 ft/s2) / (1 lbf)

Sinds 1 lbf geeft een massa van 1 lbm een versnelling van 32.17405 ft/s2 en een massa van 1 slug een versnelling van 1 m/s2, vervolgens

1 slug = 32.17405 lbm

Voorbeeld – Gewicht versus Massa

De massa van een auto is 1644 kg. Het gewicht kan worden berekend: