وزن

وزن
وزن
	A النطاق في الربيع يقيس وزن الجسم.
الرموز المشتركة
وحدة si	نيوتن (ن)
وحدات أخرى	قوة الجنيه (lbf)
في وحدات SI الأساسية	kgm⋅s −2
شامل ؟	نعم
مكثف ؟	لا
محفوظ ؟	لا
مشتقات من ; كميات أخرى	; ;
البعد

في العلوم و الهندسة ، و الوزن للجسم هو القوة المؤثرة على الجسم بسبب الجاذبية . ^[1]^[2]^[3]

تعرف بعض الكتب المدرسية القياسية ^[4] الوزن على أنه كمية متجهة ، قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم. آخرون ^[5]^[6] يعرّفون الوزن على أنه كمية قياسية ، مقدار قوة الجاذبية. ومع ذلك ، فإن آخرين ^[7] يعرّفونه على أنه حجم قوة رد الفعل التي تمارس على الجسم من خلال آليات تتصدى لتأثيرات الجاذبية: الوزن هو الكمية التي يتم قياسها ، على سبيل المثال ، بمقياس زنبركي. وهكذا ، في حالة السقوط الحر ، سيكون الوزن صفراً. في هذا المعنى بالوزن ، يمكن للأجسام الأرضية أن تكون عديمة الوزن: تجاهل مقاومة الهواء ، التفاحة الشهيرة التي تسقط من الشجرة ، في طريقها للقاء الأرض بالقرب من إسحاق نيوتن ، ستكون عديمة الوزن.

و حدة قياس للوزن هي أن من القوة ، التي كانت في النظام الدولي للوحدات (SI) هو نيوتن . على سبيل المثال ، يبلغ وزن جسم كتلته كيلوغرام واحد حوالي 9.8 نيوتن على سطح الأرض ، وحوالي سدس وزنه على سطح القمر . على الرغم من أن الوزن والكتلة كميات مميزة علميًا ، إلا أنه غالبًا ما يتم الخلط بين المصطلحين في الاستخدام اليومي (أي مقارنة وتحويل وزن القوة بالجنيه إلى الكتلة بالكيلوجرام والعكس بالعكس). ^[8]

المزيد من التعقيدات في توضيح مفاهيم مختلفة من الوزن لها علاقة مع نظرية النسبية التي تنص على الجاذبية على غرار نتيجة لل انحناء من الزمكان . في مجتمع التدريس ، كان هناك نقاش كبير لأكثر من نصف قرن حول كيفية تحديد الوزن لطلابهم. الوضع الحالي هو أن مجموعة متعددة من المفاهيم تتعايش وتجد استخدامها في سياقاتها المختلفة. ^[2]

تاريخ

الأوزان البرونزية الرسمية اليونانية القديمة التي يعود تاريخها إلى القرن السادس قبل الميلاد تقريبًا ، معروضة في متحف أغورا القديم في أثينا ، والموجود في ستوا أتالوس .

وزن الحبوب من باب نامه ^[9].

تعود مناقشة مفاهيم الثقل (الوزن) والخفة (الرفاهية) إلى الفلاسفة اليونانيين القدماء . تم النظر إلى هذه عادةً على أنها خصائص متأصلة للكائنات. وصف أفلاطون الوزن بأنه الميل الطبيعي للأشياء للبحث عن أقربائها. بالنسبة لأرسطو ، يمثل الوزن والرفاهية الميل إلى استعادة النظام الطبيعي للعناصر الأساسية: الهواء والأرض والنار والماء. لقد أرجع الوزن المطلق إلى الأرض والارتفاع المطلق للنار. رأى أرخميدس أن الوزن هو صفة تتعارض مع الطفو ، حيث يحدد الصراع بين الاثنين ما إذا كان الجسم يغرق أو يطفو. أول تعريف تشغيلي للوزن قدمه إقليدس ، الذي عرّف الوزن على أنه: "ثقل أو خفة شيء مقارنة بشيء آخر ، كما يُقاس بالميزان". ^[2] ومع ذلك ، كانت الموازين التشغيلية (بدلاً من التعريفات) موجودة لفترة أطول بكثير. ^[10]

وفقًا لأرسطو ، كان الوزن هو السبب المباشر لسقوط حركة الجسم ، وكان من المفترض أن تكون سرعة الجسم الساقط متناسبة بشكل مباشر مع وزن الجسم. كما اكتشف علماء العصور الوسطى أنه من الناحية العملية زادت سرعة سقوط الجسم بمرور الوقت ، فقد أدى ذلك إلى تغيير مفهوم الوزن للحفاظ على علاقة السبب والنتيجة. تم تقسيم الوزن إلى "وزن ثابت " أو البركة ، والتي ظلت ثابتة ، والجاذبية الفعلية أو الجاذبية ، والتي تغيرت مع سقوط الجسم. مفهوم الجاذبية تم استبداله في نهاية المطاف من قبل جان بوريدان الصورة دفعة ، وهو مقدمة ل الزخم . ^[2]

أدى ظهور النظرة الكوبرنيكية للعالم إلى عودة ظهور الفكرة الأفلاطونية القائلة بأن الأجسام المتشابهة تجتذب ولكن في سياق الأجرام السماوية. في القرن السابع عشر ، حقق جاليليو تطورات كبيرة في مفهوم الوزن. اقترح طريقة لقياس الفرق بين وزن الجسم المتحرك والجسم في حالة السكون. في النهاية ، خلص إلى أن الوزن كان متناسبًا مع كمية مادة الجسم ، وليس سرعة الحركة كما هو مفترض من وجهة النظر الأرسطية للفيزياء. ^[2]

نيوتن

أدى إدخال قوانين نيوتن للحركة وتطوير قانون الجاذبية الكونية لنيوتن إلى مزيد من التطوير الكبير لمفهوم الوزن. أصبح الوزن منفصلاً بشكل أساسي عن الكتلة . تم تحديد الكتلة على أنها خاصية أساسية للأجسام المرتبطة بقصورها الذاتي ، بينما أصبح الوزن محددًا بقوة الجاذبية على جسم ما وبالتالي يعتمد على سياق الجسم. على وجه الخصوص ، اعتبر نيوتن أن الوزن مرتبط بجسم آخر يتسبب في سحب الجاذبية ، مثل وزن الأرض تجاه الشمس. ^[2]

اعتبر نيوتن أن الزمان والمكان مطلقان. هذا سمح له بالنظر إلى المفاهيم على أنها موضع حقيقي وسرعة حقيقية. ^{[ التوضيح مطلوب ]} أدرك نيوتن أيضًا أن الوزن الذي تم قياسه بفعل الوزن يتأثر بالعوامل البيئية مثل الطفو. لقد اعتبر هذا وزنًا خاطئًا ناتجًا عن ظروف قياس غير كاملة ، حيث قدم مصطلح الوزن الظاهري مقارنةً بالوزن الحقيقي المحدد بواسطة الجاذبية. ^[2]

على الرغم من أن فيزياء نيوتن تميز بشكل واضح بين الوزن والكتلة ، استمر استخدام مصطلح الوزن بشكل شائع عندما كان الناس يقصدون الكتلة. أدى هذا المؤتمر العام الثالث للأوزان والمقاييس (CGPM) لعام 1901 إلى الإعلان رسميًا "تشير كلمة الوزن إلى كمية من نفس طبيعة القوة : وزن الجسم هو نتاج كتلته والتسارع بسبب الجاذبية. "، مما يميزها عن الكتلة للاستخدام الرسمي.

النسبية

في القرن العشرين ، تعرضت المفاهيم النيوتونية للزمان والمكان المطلقين لتحدي النسبية. وضع مبدأ التكافؤ لأينشتاين جميع المراقبين ، سواء كانوا يتحركون أو يتسارعون ، على قدم المساواة. أدى هذا إلى غموض حول المقصود بالضبط بقوة الجاذبية والوزن. لا يمكن تمييز مقياس في المصعد المتسارع عن المقياس في مجال الجاذبية. وبالتالي أصبحت قوة الجاذبية والوزن أساسًا كميات تعتمد على الهيكل. دفع هذا إلى التخلي عن المفهوم باعتباره غير ضروري في العلوم الأساسية مثل الفيزياء والكيمياء. ومع ذلك ، ظل المفهوم مهمًا في تدريس الفيزياء. أدت أوجه الغموض التي أدخلتها النسبية ، بدءًا من الستينيات ، إلى نقاش كبير في مجتمع التدريس حول كيفية تحديد الوزن لطلابهم ، والاختيار بين تعريف اسمي للوزن باعتباره القوة بسبب الجاذبية أو تعريف تشغيلي محدد بواسطة فعل وزن. ^[2]

تعريفات

يمكن أن تتسارع هذه السيارة ذات الوقود الأعلى من صفر إلى 160 كيلومترًا في الساعة (99 ميلاً في الساعة) في 0.86 ثانية. هذه عجلة أفقية مقدارها 5.3 جم. عند دمجها مع قوة g الرأسية في الحالة الثابتة ، تنتج نظرية فيثاغورس قوة g مقدارها 5.4 جم. هذه هي القوة التي تسبب وزن السائق إذا استخدم المرء التعريف التشغيلي. إذا استخدم المرء تعريف الجاذبية ، فإن وزن السائق لا يتغير بحركة السيارة.

توجد عدة تعريفات للوزن ، وليست جميعها متكافئة. ^[3]^[11]^[12]^[13]

تعريف الجاذبية

يُعرّف التعريف الأكثر شيوعًا للوزن الموجود في كتب الفيزياء التمهيدية الوزن بأنه القوة التي تمارس على الجسم عن طريق الجاذبية. ^[1]^[13] غالبًا ما يتم التعبير عن هذا في الصيغة W = mg ، حيث W هو الوزن ، و m كتلة الجسم ، و g تسارع الجاذبية .

في عام 1901 ، أنشأ المؤتمر العام الثالث للأوزان والمقاييس (CGPM) هذا كتعريف رسمي للوزن :

"كلمة الوزن يدل على كمية من نفس الطبيعة ^{[ملاحظة 1]} باعتبارها القوة : وزن الجسم هو نتاج كتلته وتسارع الجاذبية".
- القرار 2 للمؤتمر العام الثالث للأوزان والمقاييس ^[15]^[16]

تُعرِّف هذه الدقة الوزن على أنه متجه ، لأن القوة كمية متجهة. ومع ذلك ، فإن بعض الكتب المدرسية لها وزنها أيضًا لتكون عددًا من خلال تعريف:

"وزن W لجسم يساوي مقدار F _g لقوة الجاذبية على الجسم." ^[17]

يختلف تسارع الجاذبية من مكان لآخر. في بعض الأحيان، يتم أخذ ذلك ببساطة أن يكون لها القيمة القياسية من 9.80665 م / ث ² ، الذي يعطي معيار الوزن . ^[15]

تُعرف القوة التي يساوي حجمها مليجرام نيوتن أيضًا بالوزن بالمتر كيلوجرام (والذي يُختصر بالكيلوجرام بالوزن ) ^[18]

قياس الوزن مقابل الكتلة

اليسار: مقياس زنبركي يقيس الوزن ، من خلال رؤية مقدار دفع الجسم على زنبرك (داخل الجهاز). على القمر ، قد يعطي الجسم قراءة أقل. إلى اليمين: مقياس التوازن يقيس الكتلة بشكل غير مباشر ، من خلال مقارنة كائن بالمراجع. على سطح القمر، فإن كائن تعطي نفس القراءة، لأن الكائن والمراجع أن كلا تصبح أخف وزنا.

التعريف العملي

في التعريف التشغيلي ، وزن الجسم هو القوة المقاسة بعملية وزنه ، وهي القوة التي يمارسها على دعمه . ^[11] نظرًا لأن W هي القوة الهابطة المؤثرة على الجسم بواسطة مركز الأرض ولا يوجد تسارع في الجسم ، فهناك قوة معاكسة ومتساوية للدعم على الجسم. كما أنه يساوي القوة التي يمارسها الجسم على دعمه لأن الفعل ورد الفعل لهما نفس القيمة العددية والاتجاه المعاكس. يمكن أن يحدث هذا فرقًا كبيرًا ، اعتمادًا على التفاصيل ؛ على سبيل المثال ، الجسم في حالة السقوط الحر يمارس القليل من القوة ، إن وجدت ، على دعمه ، وهو الوضع الذي يشار إليه عادة باسم انعدام الوزن . ومع ذلك ، فإن السقوط الحر لا يؤثر على الوزن وفقًا لتعريف الجاذبية. لذلك ، يتم أحيانًا تحسين التعريف التشغيلي من خلال اشتراط أن يكون الكائن في حالة سكون. ^{[ بحاجة لمصدر ]} ومع ذلك ، فإن هذا يثير مسألة تعريف "في حالة الراحة" (عادة ما يكون في حالة سكون فيما يتعلق بالأرض يعني ضمنيًا باستخدام الجاذبية القياسية ). ^{[ بحاجة لمصدر ]} في التعريف التشغيلي ، يتم تقليل وزن الجسم الساكن على سطح الأرض بتأثير قوة الطرد المركزي من دوران الأرض.

لا يستبعد التعريف التشغيلي ، كما هو مُعطى عادةً ، تأثيرات الطفو بشكل صريح ، مما يقلل من الوزن المقاس لجسم ما عند غمره في سائل مثل الهواء أو الماء. نتيجة لذلك ، قد يُقال إن بالونًا عائمًا أو جسمًا عائمًا في الماء ليس له وزن صفري.

تعريف ISO

في معيار ISO الدولي ISO 80000-4: 2006 ، ^{[19] الذي} يصف الكميات الفيزيائية الأساسية والوحدات في الميكانيكا كجزء من المعيار الدولي ISO / IEC 80000 ، يتم تعريف الوزن على النحو التالي:

تعريف
${\ displaystyle F_ {g} = mg \،}$ و
حيث m كتلة و g هي التسارع المحلي للسقوط الحر.
ملاحظات
عندما يكون الإطار المرجعي هو الأرض ، فإن هذه الكمية لا تشمل فقط قوة الجاذبية المحلية ، ولكن أيضًا قوة الطرد المركزي المحلية بسبب دوران الأرض ، وهي قوة تختلف باختلاف خط العرض.
يتم استبعاد تأثير الطفو في الغلاف الجوي في الوزن.
في اللغة الشائعة ، يستمر استخدام اسم "الوزن" حيث تعني كلمة "الكتلة" ، ولكن يتم تجاهل هذه الممارسة.
- ISO 80000-4 (2006)

التعريف يعتمد على الإطار المرجعي المختار . عندما يكون الإطار المختار يتحرك بشكل مشترك مع الكائن المعني ، فإن هذا التعريف يتفق بدقة مع التعريف التشغيلي. ^[12] إذا كان الإطار المحدد هو سطح الأرض ، فإن الوزن وفقًا لتعريفات ISO والجاذبية يختلف فقط عن طريق تأثيرات الطرد المركزي بسبب دوران الأرض.

الوزن الظاهر

في العديد من مواقف العالم الحقيقي ، قد ينتج عن عملية الوزن نتيجة تختلف عن القيمة المثالية التي يوفرها التعريف المستخدم. يشار إلى هذا عادة بالوزن الظاهري للجسم. مثال شائع على ذلك هو تأثير الطفو ، عندما يغطس جسم ما في سائل ، فإن إزاحة السائل ستسبب قوة تصاعدية على الجسم ، مما يجعله يبدو أخف وزنًا عند وزنه على الميزان. ^[20] الوزن الظاهر قد يتأثر بالمثل بالارتفاع والتعليق الميكانيكي. عند استخدام تعريف الجاذبية للوزن ، غالبًا ما يُشار أيضًا إلى الوزن التشغيلي المقاس بمقياس متسارع على أنه الوزن الظاهري. ^[21]

كتلة

جسم كتلته m يستقر على سطح ومخطط الجسم الحر المقابل لجسم يوضح القوى المؤثرة عليه. لاحظ أن مقدار القوة التي يدفعها الجدول لأعلى على الجسم (المتجه N) تساوي القوة الهابطة لوزن الجسم (كما هو موضح هنا بالملجم ، حيث أن الوزن يساوي كتلة الجسم مضروبة في التسارع الناتج عن الجاذبية): نظرًا لأن هذه القوى متساوية ، يكون الجسم في حالة توازن (مجموع القوى واللحظات المؤثرة عليه يساوي صفرًا).

في الاستخدام العلمي الحديث ، الوزن والكتلة كميتان مختلفتان اختلافًا جوهريًا: الكتلة هي خاصية جوهرية للمادة ، في حين أن الوزن هو قوة ناتجة عن تأثير الجاذبية على المادة: فهو يقيس مدى قوة تأثير الجاذبية على هذه المادة. ومع ذلك ، في معظم المواقف اليومية العملية ، تُستخدم كلمة "وزن" عندما يُقصد بكلمة "كتلة". ^[8]^[22] على سبيل المثال ، قد يقول معظم الناس أن الجسم "يزن كيلوغرامًا واحدًا" ، على الرغم من أن الكيلوجرام هو وحدة كتلة.

التمييز بين الكتلة والوزن غير مهم للعديد من الأغراض العملية لأن قوة الجاذبية لا تختلف كثيرًا على سطح الأرض. في مجال الجاذبية المنتظم ، تتناسب قوة الجاذبية المؤثرة على جسم ما (وزنه) طرديًا مع كتلته. على سبيل المثال ، يزن الجسم أ 10 أضعاف وزن الجسم ب ، وبالتالي فإن كتلة الجسم أ أكبر بعشر مرات من كتلة الجسم ب. وهذا يعني أنه يمكن قياس كتلة الجسم بشكل غير مباشر من خلال وزنه ، وبالتالي ، في كل يوم. الأغراض ، الوزن (باستخدام ميزان ) طريقة مقبولة تمامًا لقياس الكتلة. وبالمثل ، يقيس الميزان الكتلة بشكل غير مباشر من خلال مقارنة وزن العنصر المقاس بوزن جسم (أشياء) ذات كتلة معروفة. نظرًا لأن العنصر المقاس وكتلة المقارنة في نفس الموقع تقريبًا ، لذا فإن تجربة نفس مجال الجاذبية ، لا يؤثر تأثير الجاذبية المتغيرة على المقارنة أو القياس الناتج.

مجال جاذبية الأرض ليس موحدًا ولكن يمكن أن يختلف بنسبة تصل إلى 0.5٪ ^[23] في مواقع مختلفة على الأرض (انظر جاذبية الأرض ). تغير هذه الاختلافات العلاقة بين الوزن والكتلة ، ويجب أن تؤخذ في الاعتبار في قياسات الوزن عالية الدقة التي تهدف إلى قياس الكتلة بشكل غير مباشر. يجب معايرة موازين الزنبرك ، التي تقيس الوزن المحلي ، في الموقع الذي ستُستخدم فيه الكائنات لإظهار هذا الوزن القياسي ، حتى تصبح قانونية للتجارة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يوضح هذا الجدول تباين التسارع بسبب الجاذبية (وبالتالي تباين الوزن) في مواقع مختلفة على سطح الأرض. ^[24]

موقع	خط العرض	م / ث ²
خط الاستواء	0 درجة	9.7803
سيدني	33 ° 52 ′ جنوبا	9.7968
أبردين	57 ° 9 شمالاً	9.8168
القطب الشمالي	90 درجة شمالا	9.8322

استمر الاستخدام التاريخي لـ "الوزن" مقابل "الكتلة" أيضًا في بعض المصطلحات العلمية - على سبيل المثال ، لا يزال من الممكن العثور على المصطلحات الكيميائية "الوزن الذري" و "الوزن الجزيئي" و "وزن الصيغة" بدلاً من "الوزن الذري " المفضل الكتلة "، إلخ.

في مجال جاذبية مختلف ، على سبيل المثال ، على سطح القمر ، يمكن أن يكون لجسم ما وزن مختلف تمامًا عن وزن الأرض. تبلغ قوة الجاذبية على سطح القمر حوالي سدس قوة الجاذبية الموجودة على سطح الأرض. لا تزال الكتلة التي يبلغ وزنها كيلوغرام واحد كتلة كيلوغرام واحد (حيث أن الكتلة هي خاصية جوهرية للجسم) لكن القوة الهابطة بسبب الجاذبية ، وبالتالي وزنها ، هي فقط سدس ما سيكون عليه الجسم على الأرض. إذن ، يزن رجل كتلته 180 رطلاً حوالي 30 رطلاً فقط من القوة عند زيارة القمر.

وحدات SI

في معظم الأعمال العلمية الحديثة ، يتم قياس الكميات الفيزيائية بوحدات SI . وحدة الوزن في النظام الدولي للوحدات هي نفس وحدة القوة: نيوتن (N) - وحدة مشتقة يمكن التعبير عنها أيضًا بوحدات SI الأساسية كـ kg asm / s ² (كيلوجرام مضروبًا في متر لكل ثانية مربعة). ^[22]

في الاستخدام التجاري واليومي ، يستخدم مصطلح "الوزن" عادة للإشارة إلى الكتلة ، والفعل "يزن" يعني "تحديد كتلة" أو "الحصول على كتلة". باستخدام هذا المعنى ، فإن وحدة النظام الدولي المناسبة هي الكيلوجرام (كجم). ^[22]

اعتبارًا من 20 مايو 2019 ، تم إعادة تعريف الكيلوجرام ، وهو ضروري لتقييم وزن الجسم ، من حيث ثابت بلانك. لا يؤثر التعريف الجديد على المقدار الفعلي للمادة ولكنه يزيد من جودة القياس ويقلل من عدم اليقين المرتبط بها. ^[25] قبل استخدام ثابت بلانك ، تم استخدام الجسم المادي كمعيار. يقع الجسم في قبو في سيفر بفرنسا ، وقد تقلبت كتلته بحوالي 50 ميكروغرامًا منذ تقديمه لأول مرة في عام 1889. ^[26] وبالتالي ، يجب أن يكون ما يلي صحيحًا. الكتلة ، التي يجب أن تكون هي نفسها سواء على الأرض أو القمر على سبيل المثال ، صالحة فقط على الأرض حيث يجب الرجوع إليها. أيضًا ، لا يمكن استخدام مقارنة قياس الوزن بمعيار يتغير بمرور الوقت كمرجع دون ذكر القيمة الفعلية له في وقت ولحظة استخدامه على هذا النحو. لذلك ، لإعادة تعريف الكيلوغرام ، حددت جميع المعاهد الوطنية للقياس (NMIs) المعنية القيمة الجديدة لثابت بلانك من خلال تقييم الكتلة التي تمت معايرتها مقابل IPK. ^[27] إلى هذا الحد كيلوغرام واحد يساوي h / (6.62607015 × 10 ^ (- 34)) م ^ (- 2) ث أي ما يعادل 1 م ^ (- 2) ث. الكيلوغرام بقي بنفس الكمية التي كان عليها قبل إعادة التعريف. ^[٢٧] ولكن اعتبارًا من مايو 2019 ، يمكن تتبع الأوزان التي تم قياسها وتسجيلها واستخدامها كمقارنة للعمل الحالي والمستقبلي.

الجنيه والوحدات الأخرى غير النظام الدولي للوحدات

في الوحدات العرفية للولايات المتحدة ، يمكن أن يكون الجنيه إما وحدة قوة أو وحدة كتلة. ^[28] وتشمل وحدات ذات الصلة المستخدمة في بعض متميزة، والنظم الفرعية منفصلة من وحدات باوندال و سبيكة . يُعرَّف الباوند بأنه القوة اللازمة لتسريع جسم كتلته رطل واحد عند 1 قدم / ثانية ² ، وهو ما يعادل حوالي 1 / 32.2 من قوة الجنيه . تُعرَّف البزاقة بأنها مقدار الكتلة التي تتسارع بمقدار 1 قدم / ثانية ² عند ممارسة قوة رطل واحدة عليها ، وتساوي حوالي 32.2 رطلاً (كتلة).

و قوة كيلوغرام هي وحدة غير SI القوة، الذي يعرف بأنه القوة من قبل كتلة كيلوغرام واحد في جاذبية الأرض القياسية المبذولة (يساوي 9.80665 نيوتن تماما). و داين هو كلية الدراسات العليا وحدة القوة وليس جزءا من SI، في حين لا تزال الأوزان قياس في وحدة كلية الدراسات العليا للكتلة، وغرام، وهي جزء من SI.

إحساس

الإحساس بالوزن ناتج عن القوة التي تمارسها السوائل في الجهاز الدهليزي ، وهي مجموعة أنابيب ثلاثية الأبعاد في الأذن الداخلية . ^{[ مشكوك فيه - ناقش ]} إنه في الواقع إحساس بقوة g ، بغض النظر عما إذا كان هذا بسبب الثبات في وجود الجاذبية ، أو ، إذا كان الشخص في حالة حركة ، نتيجة أي قوى أخرى تؤثر على الجسم مثل كما في حالة تسارع أو تباطؤ المصعد أو قوى الطرد المركزي عند الانعطاف الحاد.

قياس

و الميزان ، وتستخدم لوزن الشاحنات

يقاس الوزن عادة بإحدى طريقتين. A النطاق في الربيع أو نطاق هيدروليكي أو هوائي يقيس الوزن المحلية، والمحلية قوة من الجاذبية على الكائن (بدقة واضحة القوة الوزن ). نظرًا لأن قوة الجاذبية المحلية يمكن أن تختلف بنسبة تصل إلى 0.5٪ في مواقع مختلفة ، فإن مقاييس الزنبرك ستقيس أوزانًا مختلفة قليلاً لنفس الجسم (نفس الكتلة) في مواقع مختلفة. لتوحيد الأوزان ، تتم دائمًا معايرة المقاييس لقراءة الوزن الذي سيكون لجسم ما عند جاذبية قياسية اسمية تبلغ 9.80665 م / ث ² (حوالي 32.174 قدمًا / ث ² ). ومع ذلك ، تتم هذه المعايرة في المصنع. عندما يتم نقل المقياس إلى مكان آخر على الأرض ، فإن قوة الجاذبية ستكون مختلفة ، مما يتسبب في خطأ طفيف. لكي تكون دقيقة للغاية وقانونية للتجارة ، يجب إعادة معايرة موازين الزنبرك في الموقع الذي سيتم استخدامها فيه.

و التوازن من ناحية أخرى، يقارن الوزن كائن غير معروف في عموم نطاق واحد لوزن الجماهير القياسية في الآخر، وذلك باستخدام ذراع آلية - رافعة العمومية. غالبًا ما يُشار إلى الكتل القياسية ، بطريقة غير تقنية ، باسم "الأوزان". نظرًا لأن أي اختلافات في الجاذبية ستعمل بشكل متساوٍ على الأوزان المجهولة والمعروفة ، فإن توازن الرافعة سيشير إلى نفس القيمة في أي مكان على الأرض. لذلك ، عادة ما يتم معايرة "أوزان" الميزان وتمييزها بوحدات الكتلة ، لذلك يقيس ميزان الرافعة الكتلة بمقارنة جاذبية الأرض على الجسم غير المعروف والكتل القياسية في أحواض القياس. في حالة عدم وجود مجال جاذبية ، بعيدًا عن الأجسام الكوكبية (مثل الفضاء) ، لن يعمل توازن الرافعة ، ولكن على القمر ، على سبيل المثال ، سيعطي نفس القراءة على الأرض. يتم تمييز بعض الأرصدة بوحدات الوزن ، ولكن نظرًا لأن الأوزان يتم معايرتها في المصنع وفقًا للجاذبية القياسية ، فإن الميزان سيقيس الوزن القياسي ، أي ما يزن الجسم عند الجاذبية القياسية ، وليس القوة المحلية الفعلية للجاذبية على الجسم.

إذا كانت هناك حاجة إلى قوة الجاذبية الفعلية على الجسم ، فيمكن حساب ذلك بضرب الكتلة المقاسة بالميزان في التسارع الناتج عن الجاذبية - إما الجاذبية القياسية (للعمل اليومي) أو الجاذبية المحلية الدقيقة (للعمل الدقيق). يمكن العثور على جداول تسارع الجاذبية في مواقع مختلفة على الويب.

الوزن الإجمالي هو مصطلح يوجد بشكل عام في التجارة أو التطبيقات التجارية ، ويشير إلى الوزن الإجمالي للمنتج وتعبئته. على العكس من ذلك ، يشير الوزن الصافي إلى وزن المنتج وحده ، مع خصم وزن الحاوية أو العبوة ؛ و الوزن الفارغ هو وزن العبوة وحدها.

الأوزان النسبية على الأرض والأجرام السماوية الأخرى

يوضح الجدول أدناه تسارعات الجاذبية النسبية على سطح الشمس ، قمر الأرض ، كل من الكواكب في النظام الشمسي. يُفهم "السطح" على أنه يعني قمم السحب لعمالقة الغاز (كوكب المشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون). بالنسبة للشمس ، يُؤخذ السطح على أنه يعني الغلاف الضوئي . لم يتم تخفيض تصنيف القيم الواردة في الجدول لتأثير الطرد المركزي لدوران الكوكب (وسرعات الرياح السحابية لعمالقة الغاز) ، وبالتالي ، بشكل عام ، تشبه الجاذبية الفعلية التي يمكن تجربتها بالقرب من القطبين.

الجسم	مضاعف الجاذبية الأرضية	جاذبية السطح م / ث ²
شمس	27.90	274.1
الزئبق	0.3770	3.703
كوكب الزهرة	0.9032	8.872
أرض	1 (بالتعريف)	9.8226^[29]
القمر	0.1655	1.625
المريخ	0.3895	3.728
كوكب المشتري	2.640	25.93
زحل	1.139	11.19
أورانوس	0.917	9.01
نبتون	1.148	11.28

أنظر أيضا

وزن جسم الإنسان - كتلة الشخص أو وزنه
الوزن الفارغ
وزن الوحدة الإنجليزية

ملاحظات

^ عبارة "كمية من نفس الطبيعة" هي ترجمة حرفيةللعبارة الفرنسية grandeur de la même nature . على الرغم من أن هذه ترجمة معتمدة ،يوصيVIM 3 التابع للمكتب الدولي للأوزان والمقاييس بترجمة grandeurs de même nature باعتبارها كميات من نفس النوع . ^[14]

مراجع

^ أ ب ريتشارد سي موريسون (1999). "الوزن والجاذبية - الحاجة إلى تعريفات متسقة". مدرس الفيزياء . 37 (1): 51. بيب كود : 1999PhTea..37 ... 51M . دوى : 10.1119 / 1.880152 .
^ أ ب ج د ه و ز ح إيغال جاليلي (2001). "الوزن مقابل قوة الجاذبية: المنظورات التاريخية والتعليمية". المجلة الدولية لتعليم العلوم . 23 (10): 1073. بيب كود : 2001IJSEd..23.1073G . دوى : 10.1080 / 09500690110038585 . S2CID 11110675 .
^ أ ب جات ، أوري (1988). "وزن الكتلة وفوضى الوزن" . في ريتشارد آلان ستريلو. توحيد المصطلحات الفنية: المبادئ والممارسات - المجلد الثاني. ASTM الدولية . ص 45-48. رقم ISBN 978-0-8031-1183-7.
^ نايت ، راندال د. (2004). الفيزياء للعلماء والمهندسين: نهج استراتيجي . سان فرانسيسكو ، الولايات المتحدة الأمريكية: أديسون ويسلي. ص 100 - 101. رقم ISBN 0-8053-8960-1.
^ باور ، وولفجانج وويستفول ، غاري د. (2011). الفيزياء الجامعية مع الفيزياء الحديثة . نيويورك: ماكجرو هيل. ص. 103. ISBN 978-0-07-336794-1.صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
^ سيرواي ، ريموند إيه وجويت ، جون دبليو جونيور (2008). الفيزياء للعلماء والمهندسين بالفيزياء الحديثة . الولايات المتحدة الأمريكية: طومسون. ص. 106. ردمك 978-0-495-11245-7.صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
^ هيويت ، بول ج. (2001). الفيزياء المفاهيمية . الولايات المتحدة الأمريكية: أديسون ويسلي. ص 159 . رقم ISBN 0-321-05202-1.
^ أ ب
المعيار الوطني الكندي ، CAN / CSA-Z234.1-89 دليل الممارسة الكندية المترية ، يناير 1989:
- 5.7.3 يوجد ارتباك كبير في استخدام مصطلح "الوزن". في الاستخدام التجاري واليومي ، غالبًا ما يعني مصطلح "الوزن" الكتلة. في العلوم والتكنولوجيا ، كان "الوزن" يعني في الأساس قوة بسبب الجاذبية. في العمل العلمي والتقني ، يجب استبدال مصطلح "الوزن" بمصطلح "الكتلة" أو "القوة" ، اعتمادًا على التطبيق.
- 5.7.4 استخدام الفعل "لوزن" المعنى "لتحديد كتلة" ، على سبيل المثال ، "لقد قمت بوزن هذا الجسم وحددت كتلته 5 كجم" ، صحيح.
^ سور داس (1590). "وزن الحبوب" . بابورناما .
^ http://www.averyweigh-tronix.com/museum تم الوصول إليه في 29 مارس 2013.
^ أ ب ألين إل كينج (1963). "الوزن وانعدام الوزن". المجلة الأمريكية للفيزياء . 30 (5): 387. بيب كود : 1962AmJPh..30..387K . دوى : 10.1119 / 1.1942032 .
^ أ ب AP الفرنسية (1995). "على انعدام الوزن". المجلة الأمريكية للفيزياء . 63 (2): 105-106. بيب كود : 1995AmJPh..63..105F . دوى : 10.1119 / 1.17990 .
^ أ ب جاليلي ، أنا. ليهافي ، واي (2003). "أهمية انعدام الوزن والمد والجزر في تعليم الجاذبية" (PDF) . المجلة الأمريكية للفيزياء . 71 (11): 1127-1135. بيب كود : 2003AmJPh..71.1127G . دوى : 10.1119 / 1.1607336 .
^ مجموعة العمل 2 التابعة للجنة المشتركة للأدلة في علم القياس (JCGM / WG 2) (2008). المفردات الدولية للمترولوجيا - المفاهيم الأساسية والعامة والمصطلحات المرتبطة بها (VIM) - المفردات الدولية للمترولوجيا - مفاهيم fondamentaux et généraux et termes Associés (VIM) (PDF) (JCGM 200: 2008) (باللغتين الإنجليزية والفرنسية) (الطبعة الثالثة. ). BIPM . الملاحظة 3 للقسم 1.2.
^ أ ب "قرار الاجتماع الثالث لـ CGPM (1901)" . BIPM.
^ باري ن. Ambler Thompson ، محرران. (2008). النظام الدولي للوحدات (SI) (PDF) . NIST Special Publication 330 (طبعة عام 2008). نيست . ص. 52.
^ هاليداي ، ديفيد ؛ ريسنيك ، روبرت ؛ ووكر ، جيرل (2007). أساسيات الفيزياء . 1 (الطبعة الثامنة). وايلي. ص. 95. رقم ISBN 978-0-470-04473-5.
^ تشيستر ، دبليو ميكانيكا. جورج ألين وأونوين. لندن. 1979. ردمك 0-04-510059-4 . القسم 3.2 في الصفحة 83.
^ ISO 80000-4: 2006 ، الكميات والوحدات - الجزء 4: الميكانيكا
^ بيل ، ف. (1998). مبادئ الميكانيكا والميكانيكا الحيوية . ستانلي ثورنز ليمتد ص.174 - 176. رقم ISBN 978-0-7487-3332-3.
^ جاليلي ، إيجال (1993). "الوزن والجاذبية: غموض المعلمين وارتباك الطلاب حول المفاهيم". المجلة الدولية لتعليم العلوم . 15 (2): 149-162. بيب كود : 1993IJSEd..15..149G . دوى : 10.1080 / 0950069930150204 .
^ أ ب ج أ.طومسون وبي إن تايلور (3 مارس 2010) [2 يوليو 2009]. "دليل NIST لاستخدام النظام الدولي للوحدات ، القسم 8: تعليقات على بعض الكميات ووحداتها" . المنشور الخاص 811 . نيست . تم الاسترجاع 2010-05-22 .
^ هودجمان ، تشارلز ، أد. (1961). كتيب الكيمياء والفيزياء (الطبعة 44). كليفلاند ، الولايات المتحدة الأمريكية: شركة نشر المطاط الكيميائي ص 3480-3485.
^ كلارك ، جون ب (1964). الجداول الفيزيائية والرياضية . أوليفر وبويد.
^ Yadav، S.، & Aswal، DK (2020، February 25). إعادة تعريف وحدات النظام الدولي وتأثيراتها. مابان ، ص 1-9.
^ جيفري ويلنسكي ، ج. (2019 ، 20 مايو). تم تغيير تعريف الكيلوغرام للتو. هذا ما يعنيه ذلك. تم الاسترجاع من NBC News: https://www.nbcnews.com/mach/science/definition-kilogram-just-changed-here-s-what-means-ncna1007731
^ a b Ehtesham ، B. ، John ، T. ، Yadav ، S. ، Singh ، HK ، Mandal ، G. ، & Singh ، N. (2020). رحلة الكيلوغرام من الثابت الفيزيائي إلى الثابت المادي العالمي (h) عبر Artefact: مراجعة موجزة. مابان - مجلة جمعية المقاييس الهندية ، 1-9
^ "عوامل التحويل الشائعة ، التحويلات التقريبية من المقاييس العرفية الأمريكية إلى متري" . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . تم الاسترجاع 2013/09/03 .
^ تستثني هذه القيمة تعديل قوة الطرد المركزي بسبب دوران الأرض ، وبالتالي فهي أكبر من 9.806 65 م / ث ² من قيمة الجاذبية القياسية .

[15] عبارة "كمية من نفس الطبيعة" هي ترجمة حرفيةللعبارة الفرنسية grandeur de la même nature . على الرغم من أن هذه ترجمة معتمدة ،يوصيVIM 3 التابع للمكتب الدولي للأوزان والمقاييس بترجمة grandeurs de même nature باعتبارها كميات من نفس النوع . ^[14]

[Morrison-1] أ ب ريتشارد سي موريسون (1999). "الوزن والجاذبية - الحاجة إلى تعريفات متسقة". مدرس الفيزياء . 37 (1): 51. بيب كود : 1999PhTea..37 ... 51M . دوى : 10.1119 / 1.880152 .

[Galili-2] أ ب ج د ه و ز ح إيغال جاليلي (2001). "الوزن مقابل قوة الجاذبية: المنظورات التاريخية والتعليمية". المجلة الدولية لتعليم العلوم . 23 (10): 1073. بيب كود : 2001IJSEd..23.1073G . دوى : 10.1080 / 09500690110038585 . S2CID 11110675 .

[Gat-3] أ ب جات ، أوري (1988). "وزن الكتلة وفوضى الوزن" . في ريتشارد آلان ستريلو. توحيد المصطلحات الفنية: المبادئ والممارسات - المجلد الثاني. ASTM الدولية . ص 45-48. رقم ISBN 978-0-8031-1183-7.

[Knight-4] نايت ، راندال د. (2004). الفيزياء للعلماء والمهندسين: نهج استراتيجي . سان فرانسيسكو ، الولايات المتحدة الأمريكية: أديسون ويسلي. ص 100 - 101. رقم ISBN 0-8053-8960-1.

[Bauer-and-Westfall-5] باور ، وولفجانج وويستفول ، غاري د. (2011). الفيزياء الجامعية مع الفيزياء الحديثة . نيويورك: ماكجرو هيل. ص. 103. ISBN 978-0-07-336794-1.صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )

[Serway-and-Jewett-6] سيرواي ، ريموند إيه وجويت ، جون دبليو جونيور (2008). الفيزياء للعلماء والمهندسين بالفيزياء الحديثة . الولايات المتحدة الأمريكية: طومسون. ص. 106. ردمك 978-0-495-11245-7.صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )

[Hewitt-7] هيويت ، بول ج. (2001). الفيزياء المفاهيمية . الولايات المتحدة الأمريكية: أديسون ويسلي. ص 159 . رقم ISBN 0-321-05202-1.

[Canada-8] أ ب المعيار الوطني الكندي ، CAN / CSA-Z234.1-89 دليل الممارسة الكندية المترية ، يناير 1989:
5.7.3 يوجد ارتباك كبير في استخدام مصطلح "الوزن". في الاستخدام التجاري واليومي ، غالبًا ما يعني مصطلح "الوزن" الكتلة. في العلوم والتكنولوجيا ، كان "الوزن" يعني في الأساس قوة بسبب الجاذبية. في العمل العلمي والتقني ، يجب استبدال مصطلح "الوزن" بمصطلح "الكتلة" أو "القوة" ، اعتمادًا على التطبيق.
5.7.4 استخدام الفعل "لوزن" المعنى "لتحديد كتلة" ، على سبيل المثال ، "لقد قمت بوزن هذا الجسم وحددت كتلته 5 كجم" ، صحيح.

[10] 5.7.3 يوجد ارتباك كبير في استخدام مصطلح "الوزن". في الاستخدام التجاري واليومي ، غالبًا ما يعني مصطلح "الوزن" الكتلة. في العلوم والتكنولوجيا ، كان "الوزن" يعني في الأساس قوة بسبب الجاذبية. في العمل العلمي والتقني ، يجب استبدال مصطلح "الوزن" بمصطلح "الكتلة" أو "القوة" ، اعتمادًا على التطبيق.

[11] 5.7.4 استخدام الفعل "لوزن" المعنى "لتحديد كتلة" ، على سبيل المثال ، "لقد قمت بوزن هذا الجسم وحددت كتلته 5 كجم" ، صحيح.

[9] سور داس (1590). "وزن الحبوب" . بابورناما .

[10] ttp://www.averyweigh-tronix.com/museum تم الوصول إليه في 29 مارس 2013.

[King-11] أ ب ألين إل كينج (1963). "الوزن وانعدام الوزن". المجلة الأمريكية للفيزياء . 30 (5): 387. بيب كود : 1962AmJPh..30..387K . دوى : 10.1119 / 1.1942032 .

[French-12] أ ب AP الفرنسية (1995). "على انعدام الوزن". المجلة الأمريكية للفيزياء . 63 (2): 105-106. بيب كود : 1995AmJPh..63..105F . دوى : 10.1119 / 1.17990 .

[Galili-Lehavi-13] أ ب جاليلي ، أنا. ليهافي ، واي (2003). "أهمية انعدام الوزن والمد والجزر في تعليم الجاذبية" (PDF) . المجلة الأمريكية للفيزياء . 71 (11): 1127-1135. بيب كود : 2003AmJPh..71.1127G . دوى : 10.1119 / 1.1607336 .

[14] مجموعة العمل 2 التابعة للجنة المشتركة للأدلة في علم القياس (JCGM / WG 2) (2008). المفردات الدولية للمترولوجيا - المفاهيم الأساسية والعامة والمصطلحات المرتبطة بها (VIM) - المفردات الدولية للمترولوجيا - مفاهيم fondamentaux et généraux et termes Associés (VIM) (PDF) (JCGM 200: 2008) (باللغتين الإنجليزية والفرنسية) (الطبعة الثالثة. ). BIPM . الملاحظة 3 للقسم 1.2.

[3rdCGPM-16] أ ب "قرار الاجتماع الثالث لـ CGPM (1901)" . BIPM.

[taylor-17] باري ن. Ambler Thompson ، محرران. (2008). النظام الدولي للوحدات (SI) (PDF) . NIST Special Publication 330 (طبعة عام 2008). نيست . ص. 52.

[Halliday_2007_95-18] هاليداي ، ديفيد ؛ ريسنيك ، روبرت ؛ ووكر ، جيرل (2007). أساسيات الفيزياء . 1 (الطبعة الثامنة). وايلي. ص. 95. رقم ISBN 978-0-470-04473-5.

[19] تشيستر ، دبليو ميكانيكا. جورج ألين وأونوين. لندن. 1979. ردمك 0-04-510059-4 . القسم 3.2 في الصفحة 83.

[20] ISO 80000-4: 2006 ، الكميات والوحدات - الجزء 4: الميكانيكا

[21] بيل ، ف. (1998). مبادئ الميكانيكا والميكانيكا الحيوية . ستانلي ثورنز ليمتد ص.174 - 176. رقم ISBN 978-0-7487-3332-3.

[22] جاليلي ، إيجال (1993). "الوزن والجاذبية: غموض المعلمين وارتباك الطلاب حول المفاهيم". المجلة الدولية لتعليم العلوم . 15 (2): 149-162. بيب كود : 1993IJSEd..15..149G . دوى : 10.1080 / 0950069930150204 .

[NIST811wt-23] أ ب ج أ.طومسون وبي إن تايلور (3 مارس 2010) [2 يوليو 2009]. "دليل NIST لاستخدام النظام الدولي للوحدات ، القسم 8: تعليقات على بعض الكميات ووحداتها" . المنشور الخاص 811 . نيست . تم الاسترجاع 2010-05-22 .

[24] هودجمان ، تشارلز ، أد. (1961). كتيب الكيمياء والفيزياء (الطبعة 44). كليفلاند ، الولايات المتحدة الأمريكية: شركة نشر المطاط الكيميائي ص 3480-3485.

[25] كلارك ، جون ب (1964). الجداول الفيزيائية والرياضية . أوليفر وبويد.

[26] Yadav، S.، & Aswal، DK (2020، February 25). إعادة تعريف وحدات النظام الدولي وتأثيراتها. مابان ، ص 1-9.

[27] جيفري ويلنسكي ، ج. (2019 ، 20 مايو). تم تغيير تعريف الكيلوغرام للتو. هذا ما يعنيه ذلك. تم الاسترجاع من NBC News: https://www.nbcnews.com/mach/science/definition-kilogram-just-changed-here-s-what-means-ncna1007731

[Ehtesham,_B._2020-28] Ehtesham ، B. ، John ، T. ، Yadav ، S. ، Singh ، HK ، Mandal ، G. ، & Singh ، N. (2020). رحلة الكيلوغرام من الثابت الفيزيائي إلى الثابت المادي العالمي (h) عبر Artefact: مراجعة موجزة. مابان - مجلة جمعية المقاييس الهندية ، 1-9

[29] "عوامل التحويل الشائعة ، التحويلات التقريبية من المقاييس العرفية الأمريكية إلى متري" . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . تم الاسترجاع 2013/09/03 .

[30] تستثني هذه القيمة تعديل قوة الطرد المركزي بسبب دوران الأرض ، وبالتالي فهي أكبر من 9.806 65 م / ث ² من قيمة الجاذبية القياسية .

[1]

وزن
A النطاق في الربيع يقيس وزن الجسم.
الرموز المشتركة	${\ displaystyle W}$
وحدة si	نيوتن (ن)
وحدات أخرى	قوة الجنيه (lbf)
في وحدات SI الأساسية	kgm⋅s ⁻²
شامل ؟	نعم
مكثف ؟	لا
محفوظ ؟	لا
مشتقات من كميات أخرى	${\ displaystyle W = mg}$ ${\ displaystyle W = ma}$
البعد	${\ displaystyle {\ mathsf {MLT}} ^ {- 2}}$