Objekti kaal on sellele objektile mõjuv gravitatsioonijõud. Objekti mass on selles sisalduva aine hulk ja see jääb sõltumata gravitatsioonist samaks kõikjal, kus te viibite. Sellepärast on objektil, mille mass Maal on 20 kilogrammi, ka Kuul viibides 20 kilogrammi, kuigi see kaaluks vaid 1/6 sellest. See kaalub Kuu peal 1/6 sama palju, sest Kuu gravitatsioonijõud on 1/6 sellest, mis see on Maal. Lugege edasi, et saada teavet ja näpunäiteid kaalu arvutamise kohta massist.
1
Kasutage kaalu teisendamiseks massiks valemit “w = m x g”. Kaal on määratletud kui gravitatsioonijõud objektile. Teadlased panid selle lause võrrandisse, kirjutades w = m x g, orw = mg. Kuna kaal on jõud, kirjutavad teadlased võrrandi ka järgmiselt: F = mg. F = kaalu sümbol, mõõdetuna njuutonites, N.m = massi sümbol, mõõdetuna kilogrammides ehk kg.g = gravitatsioonikiirenduse sümbol, väljendatuna m/s2 või meetrites ruudus sekundis. Kui kasutate meetreid, on gravitatsioonikiirendus maapinnal 9,8 m/s2. See on standardne rahvusvaheline mõõtühik ja see, mida peaksite tõenäoliselt kasutama. Kui kasutate jalgu, sest peate seda tegema, on gravitatsioonikiirendus 32,2 f/s2. See on sama seade, see on lihtsalt ümber paigutatud nii, et see peegeldaks meetrite asemel jalgu.
2
Arvutage välja objekti mass. Kuna me üritame massist kaalu saada, teame, et meil on mass juba olemas. Mass on eseme põhiline ainekogus ja seda väljendatakse kilogrammides.
3
Arvutage gravitatsioonikiirendus. Teisisõnu, mõelge välja g. Maa pinnal on g 9,8 m/s2. Mujal universumis gravitatsiooni kiirendus muutub. Teie õpetaja peaks teile ütlema või probleem peaks näitama, kust gravitatsioon mõjub, et te teaksite. Kuu gravitatsioonikiirendus erineb Maa gravitatsioonikiirendusest. Gravitatsioonist tulenev kiirendus Kuu peal on umbes 1,622 m/s2 ehk umbes 1/6 kiirendusest, mis see on siin maa peal. Sellepärast kaalute te 1/6 oma Maa massist Kuul. Päikese gravitatsioonikiirendus erineb Maa ja Kuu gravitatsioonikiirendusest. Päikese gravitatsioonist tulenev kiirendus on umbes 274,0 m/s2 ehk umbes 28 korda suurem kui siin maa peal. Sellepärast kaaluksite Päikese peal 28 korda oma maakaalu (kui suudaksite ellu jääda!).
4
Ühendage numbrid võrrandisse. Nüüd, kui teil on m ja g, saate need väärtused ühendada võrrandiga F = mg ja olla valmis. Peaksite saama arvu, mida kirjeldatakse njuutonites ehk N.
5
Lahendage näidisküsimus nr 1. Siin on küsimus: “Objekti mass on 100 kilogrammi. Kui suur on selle kaal maapinnal?”Meil on nii m kui ka g. m võrdub 100 kg ja g 9,8 m/s2, sest me otsime objekti kaalu maapinnal. Seadistame oma võrrandi järgmiselt: F = 100 kg x 9,8 m/s2. See annab meile lõplik vastus. Maa pinnal kaalub 100 kg massiga objekt umbes 980 njuutonit. F = 980 N.
6
Lahenda näidisküsimus nr 2. Siin on küsimus: “Objekti mass on 40 kilogrammi. Mis on selle kaal Kuu pinnal?”Meil on nii m kui ka g. m võrdub 40 kg ja g 1,6 m/s2, sest seekord otsime Kuu pinnal oleva objekti kaalu. Järgmisena koostame võrrandi: F = 40 kg x 1,6 m/s2. See annab meile lõpliku vastuse. Kuu pinnal kaalub 40 kg kaaluv objekt umbes 64 njuutonit. F = 64 N.
7
Lahenda näidisküsimus nr 3. Siin on küsimus: “Objekt kaalub maapinnal 549 njuutonit. Mis on selle mass?” Selle probleemi lahendamiseks peame töötama tagurpidi. Meil on juba F ja meil on g. Vajame lihtsalt m. Seadistame oma võrrandi: 549 = m x 9,8 m/s2. Korrutamise asemel jagame. Täpsemalt jagame F g-ga. Maa pinnal oleva 549 njuutoni kaaluva objekti mass on umbes 56 kilogrammi. m = 56 kg.
8
Vältige massi ja kaalu segi ajamist. Esimene viga, mida inimesed nende probleemide puhul teevad, on massi ja kaalu segamine. Pidage meeles, et mass on “kraami” kogus objektis, mis jääb samaks olenemata sellest, kuhu seda liigutate. Kaal mõõdab sellele “kraamile” mõjuvat gravitatsioonijõudu, mis muutub, kui liigute läbi ruumi. Siin on paar mnemoonikat, et hoida oma ühikuid eristatuna: mass on grammides või kilogrammides. Nii mass kui gramm sisaldavad m. Kaal on njuutonites. Nii kaal kui ka njuuton sisaldavad w. Teil on kaal ainult siis, kui olete Maal “ootes”, kuid isegi “mass”-tronautidel on mass.
9
Kasutage teaduslikke ühikuid. Enamikus füüsikaülesannetes kasutatakse kaalu jaoks njuutoneid (N), gravitatsioonijõu jaoks meetrit sekundis ruudus (m/s2) ja massi jaoks kilogramme (kg). Kui kasutate ühe väärtuse jaoks teistsugust ühikut, ei saa te kasutada sama valemit. Enne standardvõrrandiga ühendamist teisendage need teaduslikeks ühikuteks. Need teisendused võivad teid aidata, kui olete harjunud keiserliku / USA süsteemiga: 1 nael-jõud = ~4,448 njuutonit 1 jalg = ~0,3048 meetrit
10
Mõõtühikute kontrollimiseks laiendage njuutoneid. Kui töötate keerulise probleemi kallal, jälgige lahenduse läbitöötamisel ühikuid. Pidage meeles, et 1 njuuton võrdub 1 (kg*m)/s2. Vajadusel tehke see asendus, et aidata teil ühikuid tühistada. Probleemi näide: Jeffrey kaalub Maal 880 njuutonit. Mis on tema mass?mass = (880 njuutonit)/(9,8 m/s2)mass = 90 njuutonit/(m/s2)mass = (90 kg*m/s2)/(m/s2)Tühista ühikud: mass = 90 kgKg on eeldatav massiühik, nii et lahendasite probleemi õigesti.