Massa wil niets anders zeggen dan een hoeveelheid stof of materie, dus een hoeveelheid moleculen. In de natuurkunde wordt elke hoeveelheid stof of materie een lichaam genoemd. Dus de hoeveelheid stof of materie van een lichaam noemen we massa.
De eenheid van massa is de kilogram. De massa van een lichaam bepaal je met een balans. Bij zo'n massa-bepaling vergelijk je het lichaam dan met andere lichamen waarvan de massa bekend is. Deze lichamen waarvan de massa bekend is, noemen we massastukken.
Als je bij de groenteman 5 kg aardappelen haalt, koop je een hoeveelheid materie, een hoeveelheid massa; m = 5 kg.
Deze hoeveelheid materie, deze massa, blijft waar je je 'ook op de aarde bevindt, steeds gelijk. Verplaats je een massa; een hoeveelheid moleculen, van de aarde naar de maan, dan is de hoeveelheid moleculen niet veranderd. De massa blijkt dus ook op de maan gelijk te zijn aan die op de aarde. In de natuurkunde zegt men dan ook: 'Massa is een onveranderlijke grootheid'.
Uit eigen ervaring weet je dat de aarde een aantrekkingskracht uitoefent op ieder lichaam. Nu blijkt dat deze aantrekkingskracht niet overal op de aarde gelijk is. Dat komt omdat de aarde geen ideale bolvorm heeft maar afgeplat is. De afstand tot het middelpunt van de aarde is dus niet overal even groot, 'De afstand van het middelpunt der aarde tot aan de noord- / zuidpool is ongeveer 6360 km, terwijl de straal van de evenaarcirkel ongeveer 6380 km is. En hoe verder we ons van de aarde af bewegen, des te kleiner wordt deze aantrekkingskracht. Op een gegeven ogenblik is de aantrekkingskracht van de aarde zelfs gelijk aan nul. Men spreekt dan van
'gewichtloosheid'.
Op de maan, die heeft een masse van ongeveer 1/6 van die van de aarde, is de zwaartekracht ook ongeveer 1/6 van de aarde. Op de maan kun je dan ook veel hoger springen dan op de aarde.
Onder gewicht bedoelen we nu de kracht die door de aarde op een bepaald lichaam wordt uitgeoefend. Newton heeft omstreeks 1700 veel onderzoek gedaan po dit gebied. Hij heeft ook het verband aangetoond tussen de onveranderelijke hoeveelheid masse en de variabele kracht gewicht. In het vakgebied van de mechanica gaan we hier veel verder op in, maar voor nu is het voldoende dat te weten dat de versnellin van de zwaartekracht hierbij een belangrijke rol speelt.
Deze versnelling varieert van 9,83 m/s2 op de pool tot 9,78 m/s2 op de evenaar. In Nederland is de versnelling van de zwaartekracht ongeveer 9,81 m/s2 en we ronden dit vaak in berekeningen af op 10 m/s2.
Om massa (lichaam) in beweging te brengen is een kracht nodig. Voor een klein lichaam is een kleine kracht nodig en voor een groot lihaam een grote kracht. Wil je een lichaam sneller in beweging brengen da zul je een grotere kracht moeten uitoefenen dan wanneer het lichaam langzamer in beweging komt.
De kracht die nodig is om een lichaam te laten bewegen is afhankelijk van:
Zoals je ziet geven we de grootheid 'versnelling' aan met het symbool a. Onder versnelling verstaan we de toename van de snelheid (m/s) per seconden.
Een kracht geef je aan met het symbool F. De eenheid van kracht is de Newton, aangeduid met het symbool N.
Een newton ku je als volgt omschrijven: 'Een newton is de kracht die nodig is massa van 1 kg een versnelling te geven van 1 m/s2.'
Je komt dan tot de volgende formule:
Newton ontdekte dat, wanneer je een lichaam van een hoogte laat vallen, dat lichaam een versnelling krijgt als gevolg van de aantrekkingskracht van de aarde, ook wel gewicht genoemd.
Deze versnelling geven aan met het symbool g, de beginletter va een lastig woord, namelijk: gravitatieversnelling. We noemen dit in het vervolg de zwaartekracht.
Deze 'kracht' is op aarde 9,81 m/s2, vaak afgerond op 10 m/s2.
Vooraf heb je gezien dat je krachten aanduidt met het symbool F. Hierop maken we een uitzondering; het gewicht geef je aan met het symbool G.
Voorbeeld:
Een brommer heeft een massa van 50 kg. Wat is het gewicht van deze brommer:
Oplossing:
G = m * g
Uit dit voorbeeld kun je de volgende conclusie trekken: 'Gewicht is een veranderlijke grootheid.'
Wanneer je 'massa' en 'gewicht' met elkaar vergelijkt, dan zie je het volgende:
|
Massa |
Gewicht |
- |
Symbool |
m |
G |
|
Eenheid |
kg |
N |
|
Bepalen met |
balans |
krachtmeter,veerunster |
|
Bijzonderheid |
onveranderlijke grootheid |
veranderlijke grootheid |
|
Relatie tussen massa en |
G=m x g |
|
|
gewicht |
|
https://www.youtube.com/watch?v=e2fQmzxVr9s