علوم پایهفیزیک

جرم چیست؟ راهنمای کامل مفهوم آن در شیمی و فیزیک

مقدار ماده در یک جسم را به عنوان جرم آن جسم تعریف می کنند که یکی از خواص و ویژگی های جسم است که ثابت بوده و به موقعیت آن بستگی ندارد.

واحد اندازه گیری جرم اجسام گیلوگرم یا گرم می باشد. در کتاب علوم پایه های سوم و ششم اولین بار این کمیت معرفی شده است.

پاسخ به سوالات در نشریه جهان شیمی فیزیک

برای آشنایی بیشتر با این مفهوم با این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک همراه ما باشید.

 

تعریف جرم

اصطلاحی بدون بعد که در علم فیزیک به عنوان مقدار ماده ی یک جسم تعریف می شود جرم نام دارد که واژه ی آن ریشه فارسی دارد. همچنین میزانی از واکنش کندی یک جسم در مقابل نیرویی که می خواهد آن را به حرکت در بیاورد، یا بخواهد آن را از حرکت باز دارد و یا باعث تغییر حرکت آن بشود را جرم می گویند. یعنی آن را با حد مقاومت جسم در مقابل نیرویی که به آن جسم وارد می شود، اندازه گیری می کنند. در هنگام محاسبه جرم، گرانش زمین در نظر گرفته نمی شود. اما وقتی در مقابل نیروی گرانش قرار گیرد دارای وزن می شود. جرم به عنوان یک مفهوم بنیادی به کار گرفته می شود.

تعریف جرم
تعریف جرم

جرم یک کمیت فیزیکی ثابت می باشد که طبق قانون بقای جرم، نه جرمی از بین می رود و نه به وجود می آید درست مثل اصل بقای انرژی.

تاریخچه

ماخ کسی بود که برای نخستین بار از کلمه و معنای جرم استفاده کرد که وقتی استفاده از آن رایج و مفهوم آن قابل درک شد که کتاب مکانیک زومرفلد منتشر شد. گالیله واژه massa را به طور نامشخص و نیوتن جرم را به شکل سیستماتیک استفاده کرده است.

عوامل موثر در جرم جسم

جرم یک جسم به دو عامل بستگی دارد. یکی این که هر چه تعداد ذراتی که یک جسم را تشکیل می دهد بیشتر باشد، جرم آن نیز بیشتر می شود یعنی به تعداد این ذرات بستگی دارد. دومین عامل جرم هر ذره تشکیل دهنده بیشتر باشد جرم کل جسم نیز بیشتر خواهد بود. جرم هر جسم را می توان با ترازوهای مختلفی چون ترازوی دو کفه ای معمولی، ترازوی دو کفه ای آزمایشگاهی برای اندازه گیری هر چه دقیق تر، ترازوی آشپزخانه، ترازوهای دیجیتالی، باسکول برای اندازه گیری مواد خیلی سنگین و ترازوهای سه اهرمی استفاده می کنند. اساس کار ترازوی سه اهرمی حرکت وزنه ها روی سه میله درجه بندی شده می باشد.

 

مقالات مرتبط

 

واحد های اندازه گیری جرم

در دستگاه های بین المللی یکاها (SI) کیلوگرم (Kg) واحد اصلی این مفهوم می باشد ولی برای اجسام و مواد کوچک تر از واحد گرم (g) استفاده می شود. استانداردی که به عنوان یک جرم یک کیلوگرمی در سازمان بین المللی مقیاس ها در پاریس وجود دارد، یک استوانه پلاتین – ایریدیوم است که به توافق همه رسیده است. واحدهای دیگری که برای آن استفاده می شود عبارتند از تن برابر با ۱۰۰۰ کیلوگرم (این یکا از واحدهای SI نمی باشد)، اونس، پوند برابر ۴۵۳,۶ گرم، پنی، سوت، قیراط، مثقال و من می باشند.

اندازه گیری جرم
اندازه گیری جرم

یکی از واحدهایی که در انگلیس استفاده می شود اسلاگ می باشد که یک اسلاگ برابر مقداری از جسم است که با نیروی یک پوندی که بر آن وارد می شود، شتاب یک فوت بر مجذور ثانیه می گیرد و برای تبدیل آن به کیلوگرم باید در ۱۴,۵۹ ضرب شود. اونسی واحدی است که برابر ۲۸,۳۴۹ گرم بوده و بیشتر در ایالات متحده استفاده می شود.

برای اندازه گیری جرم اتم ها یک استاندارد بسیار دقیق تری وجود دارد و آن اتم کربن ۱۲ بوده و یکای آن u می باشد.

تعریف جرم در شیمی

برای بیان این مفهوم از یک قالب یخی که در دست گرفتیم استفاده می کنیم. یخ دارای چه جرمی است؟ از نظر شیمی هر جسمی از مجموعه ای از اتم ها که دارای جرمهای مختلف هستند تشکیل شده است. قالب یخ از مولکول های آب (H۲O) تشکیل شده که در یک شبکه بلوری منظم کنار هم قرار گرفتند. هر مولکول آب از اتم های هیدروژن با جرم اتمی ۱ و اکسیژن با جر م اتمی ۱۶ تشکیل شده است. پس جر م مولکولی آب باید برابر با ۱۸ باشد. چون طبق قانون آووگادرو یک مول از یک ماده دارای ۱۰۲۳ ˣ ۶ مولکول می باشد، پس جر م ۱۸ گرمی یخ نشان دهنده وجود یک مول یخ است.

تعریف جرم در شیمی
تعریف جرم در شیمی

مقایسه جرم و وزن

این دو مفهوم با هم متناسب هستند ولی برابر نیستند. همان طور که گفته شد جر م یک جسم مقدار ماده ی تشکیل دهنده آن می باشد در صورتی که وزن یک جسم نیرویی است که به وسیله گرانش به جسم وارد می شود و با واحد نیوتن بیان می شود و با نیروسنج اندازه گیری می شود. پس این دو اصطلاحات و کمیت هایی کاملا متفاوت هستند. اگر جر م جسمی یک کیلوگرم باشد، وزن آن ۹,۸ نیوتن خواهد بود. این محاسبه وزن برای جسم در سطح زمین می باشد که از ضرب جرم جسم در قدرت میدان گرانشی به دست آمده است.

به طور روزمره جر م را به عنوان وزن می شناسند و این موضوع مشکلی هم ایجاد نمی کند. اگر شتاب نباشد این دو مفهوم با هم متناسب هستند. اگر جر م یک جسم دو برابر یا نصف شود وزن آن نیز دو برابر یا نصف می شود. ولی در علوم فیزیک و مهندسی این دو به صورت کمیت هایی کاملا جداگانه تعریف می شوند.

مقایسه جرم و وزن
مقایسه جرم و وزن

درست است که در حالات عادی استفاده کردن وزن به جای جر م مشکلی ایجاد نمی کند، اما وقتی تغییر نیروی گرانش داشته باشیم این موضوع اهمیت پیدا می کند. به عنوان مثال در ماه و سیارات دیگر نیروی گرانش متفاوت است و همین عامل سبب متفاوت بودن وزن اجسام می شود. نیروی گرانش ماه شش برابر ضعیف تر بوده پس وزن یک جسم در ماه یک ششم وزن آن در زمین است. هم چنین در اندازه گیری هایی که دقت بسیار اهمیت دارد، تغییر گرانش مهم می شود.

جرم لختی و گرانشی و اصل هم ارزی

جر م لختی که با قوانین حرکت نیوتن بیان می شود، به آن مقدار از مقاومت یک جسم است که جسم در مقابل تغییر سرعت از خود نشان می دهد که متناسب با نیروی وارده و شتاب جسم است. به عبارتی وقتی جسم را از تعادل خود خارج می کنید مثلا با حرکت از حالت سکون و یا کم و زیاد کردن سرعت آن، که به مقاومت جسم در مقابل این تغییرتعادل لختی می گویند. نیرویی که از طرف میدان گرانشی به جسم وارد می شود را جر م گرانشی می گویند که با بیشتر بودن آن، نیروی زیادی نیز از میدان گرانشی متحمل می شود. اصل هم ارزی نیز به متناسب بودن این دو کمیت اشاره می کند و در صورت انتخاب یکاهای مناسب، این دو کمیت از لحاظ مقدار برابر خواهند بود. این اصل با نظریه نسبیت عام قابل توصیف است.

نوشته های مشابه

یک دیدگاه

  1. سلام سوال من اینه که آیا وزن روی جرم جسم اثری میذاره یا نه ؟
    چون گرانش وزنو به سمت پایین می‌کشه و اگه گرانش نباشه ما نمی‌توانیم جرمو اندازه بگیریم پس اگه جایی جاذبه اصلن نباشه جرمو چطور اندازه بگیریم؟؟؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا