الفرق بين الكتلة والحجم

الفرق بين الكتلة والحجم

الكتلة والحجم هما وحدتان تستخدمان لقياس الأشياء، وهذا التشابه قد يسبب إرباكًا عند البعض حد الخلط بينهما، لذا وفيما يلي سنأتي على ذكر الفرق بينهما^[١][٢][٣]:

قانون الكتلة والحجم

يوجد قانون رياضي يربط بين مفهوميّ الكتلة والحجم، وتكمُن أهمية هذا القانون بأنه يحدد مفهومًا ثالثًا يُسمى الكثافة (بالإنجليزية: Density)، وهو كالتالي^[٤]:

• الكثافة (كيلوغرام/ متر^3) = الكتلة (كيلوغرام) ÷ الحجم (متر^3)، ويمكن تمثيله بالرموز كما يلي (ث = ك ÷ ح).

الفرق بين الكتلة والحجم والوزن

يُعدّ كلٌّ من الكتلة والحجم والوزن كميات رياضية وعلمية تستخدم لوصف الأشياء، وفي كثيرٍ من الأحيان تستخدم هذه المصطلحات لا سيّما مصطلحيّ الكتلة والوزن بالتبادل لتعني الشيء نفسه رغم أنَّ كل واحدة منها تعني أشياءً مختلفةً تمامًا، وقد ذُكر أعلاه الفرق بين الكتلة والحجم، أمّا هنا فسنسلط الضوء على الفرق بينهما وبين الوزن، ومن الجدير بالذكر أنّ الفرق الأساسي يكمن بالتعريف، إذ يُعرَّف الوزن على أنّه قوة الجاذبية لجسم ما ووحدة قياسه النيوتن (N)، أمّا عن ثباته فهو كمية متغيرة نظرًا لأن قوة الجاذبية تتغير من مكان إلى آخر في النظام الشمسي، وبالنسبة لنوعه الكمي فهو كمية فيزيائية مشتقة^[٥][٦][٧].

تجربة للربط بين علاقة الكتلة والحجم

هناك أحجية قديمة تسأل: (أيهما أثقل كيلوغرامًا من الريش أم كيلوغرامًا من الحديد؟)، وعلى الرغم من أنّ السؤال لا معنى له، وذلك لأنّ الكيلوغرام من أيّ مادة سيكون نفسه ولن يتغير، إلا أنَّ مفتاح الإجابة عن السؤال يكمن في فهم العلاقة التي تربط بين الكتلة والحجم، والتي تتمثّل في فهم الخاصية الفيزيائية التي تُسمّى بالكثافة، وفي التجربة التالية سنقيس كتلة وحجم معدنين ألا وهما النحاس والألومنيوم لاستكشاف العلاقة بين كتلتهما وحجمهما لحساب الكثافة^[٨]:

المواد اللازمة

• قطعة ألومنيوم.
• قطعة نحاس.
• ميزان.
• أسطوانة مدرجة.

خطوات العمل

1. قياس كتلة كل من الألومنيوم والنحاس لأقرب 0.01 غرامًا.
2. قياس حجمهما بطريقة الإزاحة لأقرب 10 مليلترًا.
3. قياس كثافتهما من خلال القانون الرياضي الذي يربط بينهما.

أمثلة حل على قوانين الكتلة والحجم

سنأتي فيما يلي على ذكر أمثلة محلولة على قوانين الكتلة والحجم^[٩]:

1. السؤال الأول، يوجد حجر حجمه 15 سم^3، وكتلته 45 غرامًا، فما كثافته؟ وفقًا لقانون (ث = ك ÷ ح) يكون الحل كما يأتي:
   1. تطبيق العلاقة الرياضية: ث = ك ÷ ح.
   2. تعويض المعطيات: ث = 45 غم ÷ 15 سم^3.
   3. حساب الناتج: الكثافة (ث) = 3 غم/سم^3.
2. السؤال الثاني، شخص يريد حمل حجر جرانيت من الشاطئ إلى منزله، حجمه 27,000 سم^3 وكثافته 2.8 غم/سم^3، فما وزن هذا الحجر؟ وفقًا لقانون (ث = ك ÷ ح) يكون الحل كما يأتي:
   1. تطبيق العلاقة الرياضية: ث = ك ÷ ح.
   2. تعويض المعطيات: 2.8 غم/سم^3 = ك ÷ 27000 سم^3.
   3. تبديل الحدود لجعل ك محور القانون: ك = 2.8 غم/سم^3 × 27000 سم^3.
   4. حساب الناتج: ك = 75600 غرامًا.

المراجع

1. ↑ Anne Marie Helmenstine (7/10/2019), "What Is the Difference Between Mass and Volume?", thoughtco, Retrieved 21/2/2021. Edited.
2. ↑ "Matter, Mass, and Volume", ck12, Retrieved 21/2/2021. Edited.
3. ↑ "Physical Quantities", chem.libretexts, 13/8/2020, Retrieved 21/2/2021. Edited.
4. ↑ "Density", britannica, 2/2/2021, Retrieved 21/2/2021. Edited.
5. ↑ عبد اللطيف غالب الجمعة (6/1/2014)، "الوحدات الاساسية والوحدات المشتقة:"، جامعة بابل، اطّلع عليه بتاريخ 22/2/2021. بتصرّف.
6. ↑ Vivek Saxena (13/3/2018), "What Is the Difference Between Mass, Weight and Volume?", sciencing, Retrieved 21/2/2021. Edited.
7. ↑ "Forces", bbc, Retrieved 21/2/2021. Edited.
8. ↑ none, MASS, VOLUME, AND DENSITY EXPERIMENT 3, Page 1. Edited.
9. ↑ "Density and Specific Gravity - Practice Problems", serc.carleton, Retrieved 21/2/2021. Edited.