على الرغم من ارتباط الكتلة والوزن بمفهومنا، فإنهما في الواقع مُختلفان تمامًا.
«جاك بورت – Jake Port» يشرح لنا ذلك.
قد تكون عديم الوزن في الفضاء، لكن كٌتلتك دائمًا معك.
غالبًا ما نستخدم كلمتي «الكتلة» و «الوزن» على أنهما تعنيان الشيء ذاته، إلا أنهما في الحقيقة تعنيان شيئين مُختلفين تمامًا.
كُتلتك دائمًا هي نفسها، بغض النظر عن المكان الذي تذهب إليه في الكون، أما وزنك، من جهة أخرى، يتغير من مكان إلى آخر.
الكُتلة تُقاس بالكيلوغرام.
على الرغم من أننا نتحدث عادةً عن الوزن بالكيلوغرام، إلا أنه يجب أن يُقاس بدقة بوحدات القوة (النيوتن).
الكُتلة هي مقياس لمدى مُقاومة الجسم لتغير حالة الحركة الخاص به، والذي يُعرف أيضًا بمُصطلح «القصور الذاتيّ – Inertia».
عند ترك جسمٍ ما لحاله، سيبقى ساكنًا أو سيبقى متحركًا في خط مستقيم.
فَكِّر في كرة الهوكي الطائرة (Air Hockey) وهي موضوعة على الطاولة، ما لم توجد قوة – مثل الاحتكاك أو الاصطدام بالجدار – تؤثر على كرة الهوكي، فإنها ستستمر في الانزلاق بنفس المسار إلى الأبد.
الكُتلة هي مقياس لكمية القوة اللازمة لتغيير ذلك المسار.
تعتمد الكُتلة على مقدار المادة -الذرات وما إلى ذلك – في الجسم.
المزيد من الكُتلة يعني المزيد من القصور الذاتي، أي الكثير من الطاقة اللازمة لتغيير حالته.
هذه هي فكرة إسحاق نيوتن عن الكتلة، والمُعززة بقوانين الحركة الشهيرة التي وضعها في أواخر القرن السابع عشر.
وهي ليست دقيقةً تمامًا عندما تُطبق على السُرعات العالية، إذ أن النظرية النسبية الخاصة -التي وضعها البرت اينشتاين في القرن العشرين- هي التي يتوجب أن تُستخدم في هذه الحالة.
لكنها مُفيدة في مُعظم الحالات في الحياة اليومية.
الوزن، من ناحية أخرى، هو مقياس لمقدار قوة الجاذبية المُسلطة على جسمٍ ما.
تزداد هذه القوة اطرادًا مع زيادة كُتلة الجسم: كلما ازداد القصور الذاتي، ازدادت قوة الجاذبية.
على سطح الأرض، تبلغ قوة الجاذبية حوالي 9.8 نيوتن لكل كيلوغرام.
السبب في كوننا نستخدم الكُتلة والوزن -على أنهما متشابهان على حد سواء- هو فقط للتعامل مع ظروف سطح الأرض.
عندما نقول أن شخصًا ما يزن 70 كيلوغرامًا، فإننا نعني بذلك أن كُتلته تُساوي 70 كيلوغرامًا، أما وزنه سيبلغ 686 نيوتن.
وذلك بضرب 70 × 9.8 = 686. (9.8 هو مقدار تسارع الجاذبية الأرضية).
هذه القوة – 686 نيوتن – هي في الواقع ما يُستخدم في ميزانك الشخصي.
إلا أنه يقوم بتحويلها إلى كيلوغرامات بعد ذلك، للتبسيط.
على سطح القمر، حيث تكون قوة الجاذبية أضعف (حوالي سُدس جاذبية الأرض، أو 1.6 نيوتن لكل كيلوغرام)، فإن رائد الفضاء الذي يبلغ وزنه 70 كيلوغرامًا يزن 112 نيوتن فقط، وهذا ما يساوي 11.5 كيلو غرام على سطح الأرض.
حتى في محطة الفضاء الدولية، حيث يكون رواد الفضاء عديمي الوزن، فهم ما يزالون يملكون كُتلة: يجب عليهم أن يبذلوا جُهدًا لدفع أو سحب أنفسهِم بمساعدة الجدران، وكلما ازدادت كُتلتهم زادت حاجتهم لبذل جُهدٍ أكثر.
لذلك قد تكون الرحلة إلى الفضاء هي الطريقة الأسرع لفقدان الوزن، لكن فقدان الكُتلة هو أمرٌ آخر.
- ترجمة: حسام صفاء
- تدقيق: المهدي الماكي
- تحرير: ندى ياغي
- المصدر
