كيفية حساب الكتلة

تشير الكتلة إلى مقدار المادة الموجودة في شيء ما والمادة شيء يمكن لمسه بشكل فيزيائي. تتعلق الكتلة بالحجم عامة، ولكن ليس دائمًا. يمكن أن يكون البالون أكبر حجمًا من غيره مثلًا إلا أن كتلته أقل. توجد عدة طرق يمكن من خلالها قياس الكتلة.

جزء 1

جزء 1 من 3:

حساب الكتلة اعتمادًا على الكثافة والحجم

تنزيل المقال

1
اعرف كثافة الغرض المطلوب حساب كتلته. تقيس الكثافة مدى تقارب المادة في غرض ما وتمتلك كل مادة كثافة مختلفة يمكن البحث عنها على شبكة الإنترنت أو في كتب نصية. الوحدة العلمية لقياس الكثافة هي كيلوجرام لكل متر مكعب (كجم/م³)، كما يمكن استخدام وحدة جرام لكل سنتيمتر مكعب (جم/سم³) للأغراض الأصغر.
- استخدم هذه المعادلة للتحويل بين الوحدات: 1000 كجم/م³ = 1 جم/سم³
- تقاس كثافة السوائل عادة بوحدة كيلوجرام لكل لتر (كجم/ل) أو جرام لكل ملي لتر (جم/مل) وهذه الوحدات متكافئة: 1 كجم/ل = 1 جم/مل.
- مثال: يمتلك الماس كثافة قدرها 3.52 جم/سم³.
2
قس حجم الغرض. الحجم هو المساحة التي يشغلها الغرض في الفراغ وتُقاس أحجام المواد الصلبة بوحدة المتر المكعب (م³) أو السنتيمتر المكعب (سم³)، في حين أن أحجام السوائل تقاس بوحدات اللتر (ل) والملي لتر (مل)، وتعتمد الصيغة الحسابية لقياس الحجم على شكل الغرض. ارجع إلى هذا المقال للتعرف على الأشكال الشائعة.
- استخدم نفس الوحدة التي تظهر كجزء من قياس الكثافة.
- مثال: بما أننا قسنا كثافة الماس بوحدة جم/سم³، يفترض أن نقيس حجم الماس بوحدة سم³. لنقل مثلًا أن حجم الماس 5000 سم³.
3
اضرب الحجم في الكثافة. اضرب الرقمين معًا لتعرف كثافة الغرض.^{[١]Xمصدر بحثي} تتبّع الوحدات أثناء فعل ذلك لترى أنك ستخلص إلى وحدات الكتلة (كيلوجرام أو جرام).
- مثال: إن كان لدينا ماسة بحجم 5000 سم³ وكثافة 3.52 جم/سم³، يمكننا ضرب القيمتين 5000 سم³ × 3.52 جم/سم³ ليكون الناتج 17600 جرام.

جزء 2

جزء 2 من 3:

حساب الكتلة في معادلات علمية أخرى

تنزيل المقال

1
حدد الكتلة من خلال القوة والتسارع. ينص قانون نيوتن الثاني في الحركة على أن القوة تساوي حاصل ضرب الكتلة و التسارع. ق = ك×ت. فإن كنت تعرف محصلة قوة غرض وتسارعه، يمكنك إعادة ترتيب هذه المعادلة لحساب الكتلة: ك = ق/ت.
- تقاس القوة بوحدة نيوتن، التي يمكن أن تكتب أيضًا بالشكل التالي: (كجم × م) / ث²، ويقاس التسارع بوحدة م/ث². عند حساب معادلة ق / ت، يتم حذف الوحدات مقابل بعضها لتحصل على نتيجة بوحدة كيلوجرام (كجم).^{[٢]Xمصدر بحثي}
2
افهم الكتلة والوزن. الكتلة هي كمية المادة في الغرض ولا تتغير هذه القيمة إلا عند قص جزء من الغرض أو إضافة مزيد من المادة، أما الوزن فهو قياس لقوة الجاذبية على كتلة ما بحيث يتغيّر وزن الغرض عند نقله إلى منطقة ذات جاذبية مختلفة (كنقل غرض من الأرض إلى القمر مثلًا) دون أن تتغير كتلته.^{[٣]Xمصدر بحثي}^{[٤]Xمصدر بحثي}
- يكون وزن الغرض صاحب الكتلة الأكبر أثقل من الغرض صاحب الكتلة الأقل عند اختبار الغرضين لنفس الجاذبية.
3
احسب الكتلة المولية. يمكن أن تقابل مصطلح "الكتلة المولية" إن كنت تحل واجب مادة الكيمياء وهذا مفهوم متعلق بما نناقشه، إلا أنك تقيس مولًا واحدًا من المادة عوضًا عن قياس غرض كامل. إليك طريقة حساب الكتلة المولية في معظم الحالات:^{[٥]Xمصدر بحثي}
- لعنصر: ابحث عن الكتلة المولية للعنصر أو المركّب الذي تقيسه. سيتم الإشارة إلى القيمة بمسمى "وحدات الكتلة المولية". اضرب القيمة بعد ذلك في ثابت الكتلة المولية، 1 جم/مول، لتحويلها إلى وحدة كتلة مولية معيارية: جم/مول.
- لمركّب: اجمع الكتل الذرية لكل عنصر في المركّب لحساب الكتلة المولية الإجمالية في الجزيء بوحدة "وحدة الكتلة المولية" ثم اضرب القيمة في 1 جم/مول.

جزء 3

جزء 3 من 3:

قياس الكتلة باستخدام ميزان

تنزيل المقال

1
استخدم ميزانًا ثلاثي الأذرع. الميزان عبارة عن جهاز يستخدم بشكل شائع لحساب كتلة غرض ما ويحتوي الميزان على ثلاثة أذرع تساعد على حمل الأوزان. ^{[٦]Xمصدر بحثي} في حين تسمح الأوزان بتحريك الكتل المعروفة على الأذرع.^{[٧]Xمصدر بحثي}
- لا يتأثر الميزان ثلاثي الأذرع بالجاذبية مما يجعله مقياسًا حقيقيًا للكتلة. يعمل الميزان من خلال مقارنة كتلة معروفة بكتلة غير معروفة.
- يقرأ الذراع الأوسط الزيادات بتدرج 100 جم ويقرأ الذراع البعيد الزيادات بتدرج 10 جم في حين تبقى الأوزان في الأخدود. يمكن أن يقرأ الوزن على الذراع الأمامي من 0 إلى 10 جم.
- يفترض أن تحصل على قراءة دقيقة للكتلة باستخدام هذا الميزان حيث أن مقدار الخطأ في المقياس ثلاثي الأذرع قدره 0.06 جم فقط. المقياس ثلاثي الأذرع شبيه بعارضة التوازن التي يلعب عليها طفلين كل يجلس في طرف.^{[٨]Xمصدر بحثي}
2
حرّك المنزلقات الثلاثة إلى أقصى موضع في الجهة اليسرى. يجب فعل ذلك في أي وقت يكون فيه الصحن فارغًا حيث يجب أن يقرأ الميزان القيمة 0.
- إن لم يتحاذى المؤشر الموجود أقصى اليمين مع العلامة الثابتة، يفترض أن تعاير الميزان عن طريق تدوير برغي الضبط الموجود أسفل الجهة اليسرى من الصحن.
- السبب الذي يدفعك لفعل ذلك هو أنك ترغب بأن يكون وزن الصحن الفارغ 0.000 جم بالضبط حتى لا يخل وزنه بالكتلة التي تحصل عليها عند القياس ويسمى وزن الوعاء أو الصحن بالوزن المطروح.
- يمكنك أيضًا ضبط وزن الصحن ليكون 0 عن طريق لف البرغي الموجود أسفل الصحن نحو الداخل أو الخارج. مجددًا، يجب أن تكون القراءة صفر. ضع الآن الغرض الذي ترغب بقياسه على الصحن لتصبح مستعدًا لتحديد كتلة الغرض باستخدام الأذرع المنزلقة.
3
حرّك الأذرع المنزلقة واحدًا بواحد. ابدأ أولًا بتحريك منزلق 100 جرام على امتداد الذراع نحو اليمين واستمر بفعل ذلك حتى ينخفض المؤشر لما دون العلامة المحددة. تشير العلامة الموجودة إلى يسار هذه النقطة إلى خانة المئات من الجرامات حيث أنك تحرّك المنزلق على درجات محددة مسبقًا.
- حرّك بعد ذلك منزلق 10 جرام على امتداد الذراع نحو اليمين واستمر بفعل ذلك حتى ينخفض المؤشر لما دون العلامة المحددة. تشير العلامة الموجودة إلى يسار هذه النقطة مباشرة إلى خانة العشرات من الجرامات.
- لا يحتوي الذراع الأمامي على أي درجات محددة مسبقًا ويمكنك تحريك المنزلق إلى أي مكان على الذراع لتشير الأرقام العريضة إلى وحدات الجرام وتشير العلامات الصغيرة بين الأرقام الكبيرة إلى 1/10 من الجرام.
4
احسب الكتلة. أنت مستعد الآن لحساب كتلة الغرض الذي وضعته في الصحن ويمكنك فعل ذلك عن طريق جمع أرقام الأذرع الثلاثة.
- اقرأ مقياس الميزان كما تفعل عند قراءة مسطرة حيث يمكن تقريب القراءة إلى أقرب نصف علامة.
- لنقل مثلًا أنك تحاول أن تقيس كتلة عبوة مشروبات غازية وأن الوزن الخلفي في الدرجة التي تشير إلى 70 جرام وأن الوزن الوسطي في الدرجة التي تشير إلى 300 جرام وأن الذراع الأمامي يشير إلى 3.34 جرام، ليكون وزن عبوة المشروبات الغازية 373.34 جم.