משקל ומסה

1. משקל ומסה • כיצד מודדים מסה? • כדי למדוד מסה יש צורך "בגוף תקני" שמסתו מוגדרת ביחידת מסה. • היחידה התקנית המקובלת כיום ביחידת מסה היא קילוגרם: • מסה של 1000 סמ"ק (1 ליטר) מים מזוקקים בטמפ' של 4 מעלות צלזיוס= 1 ק"ג.

2. משקל ומסה • באופן מעשי נוח יותר לטפל בגוף מוצק ולכן בנו גליל פלטינה שמסתו שווה למסה של 1000 סמ"ק מים מזוקקים בטמפ' של 4 מעולת צלזיוס, כלומר 1 ק"ג. • בשפת היום-יום אנו קוראים ליחידות המסה התקניות בשם "משקולות". • לא נצליח לשנות את הרגלי השפה הנהוגים מזה דורות אך צריך לזכור ש"משקולות" הן יחידות מסה תקניות. • לצורך מדידת מסות קטנות או גדולות מק"ג הוגדרו גם יחידות מסה משניות = יחידות המידה של מסה.

3. משקל ומסה • 1 גרם = 1/1000 ק"ג • 1 מיליגרם(מ"ג) = 1/1000 ג"ר או מיליון/1 ק"ג • 1 טון = 1000 ק"ג

4. מהו משקל? • גופים נופלים ארצה. • כשמחזיקים ביד גוף מרגישים בכובדו. • ישנו כח שפועל על הגופים ומושך אותם ארצה. • לכח זה קוראים: כח הכובד או משקל הגוף.

5. מהו משקל? • כשאומרים שלגוף מסויים יש משקל גדול מציינים למעשה את העובדה, שהגוף נמשך אל כדוה"א בכוח גדול. • כל הכוכבים מושכים אליהם גופים, אך לא כולם מפעילים את אותו כח המשיכה. • ישנם כוכבי לכת, שמפעילים כח משיכה קטן יותר מאשר כדוה"א וישנם כאלו, שמפעילים כח משיכה גדול יותר.

6. מהו משקל? • מסתבר, שמשקלם של גופים שונים משתנה גם על פני כדוה"א למשל: • משקל הגופים בקטבים גדול יותר מאשר על קו המשווה.

7. מהו משקל? • כשצופים בסרטים מהחלל, בנחיתת האסטרונאוטים על קרקע הירח ,רואים שהם עמוסים במטען רב, שאדם לא היה מסוגל לשאת אותו, ע"פ כדוה"א. • על הירח משקל הציוד פחת וגם משקל האסטרונאוטים ולכן הם מסוגלים לנוע שם בקלות. • ניתן לראות זאת בסרט.

8. כיצד מודדים משקל? • משקל מודדים ע"י מד כח, שבו יש קפיץ. • כאשר תולים גוף על מד הכח, הגוף הנמשך אל כדוה"א ומותח את הקפיץ. • יחידת המידה של המשקל נקראת ניוטון על שם הפיסיקאי אייזיק ניוטון שחי במאה ה-17.

9. כיצד מודדים משקל? • 1 ניוטון = משקל של 100 סמ"ק(בקירוב) מים מזוקקים בטמפ' של 4 מעלות צלזיוס, כשהם נמצאים על פני כדוה"א.

10. כיצד מודדים משקל? F=mXg • F    -   כח • g    -   קבוע משיכה • m   -   מסה   • על פני כדוה"א  g = 9.8 n/kg • המשקל על פני כדוה"א של גוף שמסתו 100 גר' שווה לניוטון אחד (בקירוב).

11. שאלות • על חבילת מרגרינה שמייצרים בישראל כתוב:"משקל נקי" - 200 גר'. האם זה מדוייק? • מתכננים לייבא חבילות למקומות שונים בחלל: לירח, לכוכב הלכת צדק וכו'... האם יהיה צורך לשנות את הכתוב על החבילות ? אם כן,איך? נמק! • מהי המסה, בגרמים של 100 סמ"ק מים? • מהו המשקל של 100 גר' מים על פני כדוה"א? • מה המשקל של 500 גר' מים על פי כדוה"א? נמק!

12. שאלות • מהו המשקל של 500 גר' ברזל על פני כדוה"א? נמק! • משה:  "יש לנו 10 ק"ג תפוזים... אם נשלח אותם לירח, יהיו לנו שם פחות מ-10 ק"ג תפוזים". • בני: " יש לנו תפוזים במשקל של 100 ניוטון. אם נשלח אותם אל הירח יהיה משקלם שם פחות מ-100 ניוטון". • האם שני הילדים צדקו?  האם רק אחד מהם צדק? הסבירו את תשובותיבם. • כח המשיכה של כדוה"א גדול פי 6 מכח המשיכה של הירח. מה תהיה מסתם של התפוזים (שבשאלה הקודמת) כישגיעלירח? מה יהיה משקלם?

13. שאלות לסיכום הנושא • 1. מהי מסה, באילו מכשירים מודדים אותה ומהם יחידות המדידה?  • 2. מהי הגדרת המסה התיקנית? • 3. מהו משקל, כיצד הוא נמדד ומהם יחידות המדידה שלו? • 4. הסבר את הקשר שבין מסה ומשקל? • 5. האם המשקל הוא ערך קבוע על פני כדור הארץ ובפלנטות אחרות? נמק.

14. שאלות לסיכום הנושא • 6. האם מסה היא גודל קבוע? למה? • 7. האם יש הבדל בין משקל גוף על פני כדוה"א לבין משקלו של אותו הגוף על פני הירח? נמק. • 8. האם יש הבדל בין המסה של גוף על פני כדוה"א לבין המסה של אותו הגוף על פני הירח? נמק. • 9. נתאר מקום בחלל, רחוק מכדוה"א ומהכוכבים, שבו לגוף אין בכלל משקל, ז"א שהוא יהיה חסר משקל .  •     האם הוא יהיה חסר מסה? נמק. • 10. מדוע התנאי להימצאותם של שני הגופים באותו המקום כל כך חשוב ומחייב למדידת משקל? נמק.