massa och vikt är två ofta missbrukade och missförstådda termer inom mekanik och vätskemekanik.

det grundläggande förhållandet mellan massa och vikt definieras av Newtons andra lag. Newtons andra lag kan uttryckas som

f = m a (1)

där

f = force (n, lbf)

m = mass (kg, sniglar)

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

massa

h3 >

massa är ett mått på mängden material i ett objekt, som är direkt relaterat till antalet och typen av atomer som finns i objektet., Massan ändras inte med en kropps position, rörelse eller ändring av dess form, om inte materialet tillsätts eller avlägsnas.

  • ett objekt med massa 1 kg på jorden skulle ha samma massa på 1 kg på månen

massa är en grundläggande egenskap hos ett objekt, ett numeriskt mått på dess tröghet och ett grundläggande mått på mängden materia i objektet.

  • masselektron 9.1095 10-31 kg
  • mass proton 1.67265 10-27 kg
  • mass neutron 1.67495 10-27 kg

vikt

vikt är gravitationskraften som verkar på en kroppsmassa., Det generiska uttrycket av Newtons andra lag (1) kan omvandlas för att uttrycka vikt som en kraft genom att ersätta accelerationen – a – med accelerationen av gravitationen – G – as

  • specifik vikt

exempel – vikten av en kropp på jorden vs månen

accelerationen av gravitationen på månen är ungefär 1/6 av tyngdkraften på jorden. Vikten av en kropp med massa 1 kg på jorden kan beräknas som

Fg_earth = (1 kg) (9,81 m/s2)

= 9.,81 n

vikten av samma kropp på månen kan beräknas som

Fg_moon = (1 kg) ((9,81 m/s2) / 6)

= 1,64 n

hanteringen av massa och vikt beror på systemen för enheter som används. De vanligaste enhetssystemen är

  • det internationella systemet-SI
  • Det Brittiska Gravitationssystemet-BG
  • det engelska Tekniksystemet-EE

en newton är

det internationella systemet-SI

i SI-systemet är massenheten kg och eftersom vikten är en kraft-viktenheten är Newton (N)., Ekvation (2) för en kropp med 1 kg massa kan uttryckas som:

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

= 9.807 (N)

där

9.807 m/s2 = standard gravitation nära jorden i SI – systemet

som en resultat:

  • en 9.807 n kraft som verkar på en kropp med 1 kg massa ger kroppen en acceleration på 9.807 m/s2
  • en kropp med massa på 1 kg vikter 9.807 n
  • mer om SI-systemet-en handledning introduktion till SI-systemet.,

det brittiska brittiska brittiska Gravitationssystemet – BG

det brittiska Gravitationssystemet (Imperial System) av enheter används av ingenjörer i den engelsktalande världen med samma förhållande till det fot-pound – andra systemet som mätaren – kilogram – force second system (SI) har till mätaren – kilogram – second system. För ingenjörer som hanterar krafter, istället för massor, är det bekvämt att använda ett system som har som basenheter längd, tid och kraft, istället för Längd, tid och massa.

de tre basenheterna i det kejserliga systemet är Fot, andra och pund-kraft.,

I BG-systemet är massenheten slug och definieras från Newtons andra lag (1). Massenheten, slugen, härleds från Pund-kraften genom att definiera den som massan som accelererar med 1 fot per sekund per sekund när en 1 pund-kraft verkar på den:

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

med andra ord kommer 1 lbf (pound-force) som verkar på 1 slug of mass att ge massan en acceleration på 1 ft/s2.,vikt (kraft) av massan kan beräknas från ekvation (2) I BG – enheter som

FG (lbf) = m (sniglar) ag (ft/s2)

med standard gravitation – ag = 32.17405 ft/s2 – vikten (kraft) av 1 slug massa kan beräknas som

med standard gravitation-ag = 32.17405 ft/s2.FG = (1 Slug) (32.17405 ft/s2)

= 32.17405 lbf

det engelska ingenjörssystemet-ee

i det engelska ingenjörssystemet för enheter är de primära dimensionerna kraft, massa, längd, tid och temperatur., Enheterna för kraft och massa definieras oberoende

  • den grundläggande massenheten är Pund-massa (lbm)
  • kraftenheten är pundet (lb) alternativt pound-force (lbf).

i EE-systemet ger 1 lbf kraft en massa på 1 lbm en standardacceleration på 32.17405 ft / s2.,

eftersom EE-systemet fungerar med dessa enheter av kraft och massa, kan Newtons andra lag ändras till

f = m a / gc (3)

där

GC = en proportionalitetskonstant

eller omvandlas till vikt (kraft)

FG = m ag / GC (4)

proportionalitetskonstanten GC gör det möjligt att definiera lämpliga enheter för kraft och massa. Vi kan omvandla (4) till

1 lbf = (1 lbm) (32.,GC

eller

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

eftersom 1 lbf ger en massa på 1 lbm en acceleration på 32.17405 ft/s2 och en massa på 32.17405 ft/s2.1 ft/s2, sedan

1 slug = 32.17405 LBM

exempel – vikt kontra massa

massan av en bil är 1644 kg. Vikten kan beräknas: