Kütle ve Ağırlık

Kütle Nedir?

Kütle bir cisimde bulunan madde miktarı (madde varlığı) olarak tanımlanabilir. Cisimler atom ve moleküllerden onlarda atom altı parçacık dediğimiz proton, nötron ve elektronlardan oluşur. Yani bir cismin kütlesinin büyüklüğü yapısında bulunan proton, nötron ve elektronların sayısına bağlıdır.

İkinci bir tanım olarak kütleyi, onu ivmelendirmeye çalışan bir kuvvete karşı gösterdiği direnç olarakta ifade edebiliriz. Örneğin durmakta olan bir cismin kütlesi ne kadar büyükse onu harekete geçirmek için uygulayacağımız kuvvetin büyüklüğü de o kadar fazla olur. Bir bebek arabasını tek başımıza kolayca hareket ettirebiliriz ama bir otomobili ancak birkaç kişiden yardım alarak harekete geçirebiliriz. Aynı şekilde hareket halindeki bir cismin kütlesi ne kadar büyükse onu durdurmak o kadar zorlaşır. Bir futbol topu üzerimize geldiğinde onu kolaylıkla durdurabiliriz ancak futbol topu ile aynı hıza sahip olsa da bir tren üzerimize gelirse onu durdurmamız mümkün değildir.

Kütle için üçüncü bir tanım ve açıklama da Albert Einstein’ın öne sürdüğü ve kütlenin aslında enerjinin yoğunlaşmış bir hali olduğu şeklindeki görüşüdür. Ünlü denklemi olan E = m x c²’ye göre kütle enerjiye dönüştürülebilir. Burada ışık hızı olan c çok büyük bir sayı olduğu için çok küçük bir kütleden muazzam bir enerji elde edilebilir. Günümüz teknolojisi ile kütleden enerji elde edilebilmektedir (Atom Bombası, Hidrojen Bombası, Nükleer Enerji vb.) ancak enerji kütleye dönüştürülememektedir.

Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür ve birimi genellikle gr ve kg olarak ifade edilir. Bir cismin kütlesi evrenin her yerinde aynıdır değişmez çünkü yapısını oluşturan tanecikler azalıp çoğalmadığı için kütle sabit kalır. Mesela 1 kg ağırlığındaki bir savaş topunu dünya’dan alıp aya götürsek de kütlesi yine 1 kg’dır. Çünkü yapısında ki taneciklerde bir azalma veya çoğalma olmamıştır.

Ağırlık Nedir?

Evren de kütlesi bulunan bütün cisimler istisnasız birbirlerini çekerler buna kütle çekim kuvveti denir. Eğer bu kuvvet olmasaydı galaksiler, yıldızlar ve gezegenler belirli bir mesafede bir arada duramayacaklar birbirlerinden uzaklaşıp gideceklerdi ve sonunda evrenimiz oluşamayacaktı. Dünyamız da üzerinde bulunan bütün cisimleri kendine doğru çeker buna yerçekimi kuvveti veya ağırlık denir. Aynı şekilde üzerinde bulunan bütün cisimler de Dünyamızı kendilerine doğru çekerler. Ağırlık dinamometre ile ölçülür ve birimi Newtondur.

Yer Çekimi Kuvveti (Ağırlık) = Kütle x Yer Çekimi İvmesi ‘dir.

G (Newton) = m (Kg) x g (m/s²)

Yer çekimi ivmesi Dünyanın her noktasında aynı değere sahip olmadığı için bir cismin ağırlığı da Dünyanın her yerinde aynı değildir. Aynı şekilde Dünyamızın bir cisme uyguladığı çekim kuvveti ile başka bir gezegenin veya gök cisminin uyguladığı çekim kuvveti de birbirine eşit değildir. Örneğin bir uzay aracına binim aya gittiğimizi düşünelim dünyada ki kütlemiz neyse aydaki kütlemiz de aynıdır ancak aydaki kütle çekim kuvveti dünyadakinin 1/6’sı kadar olduğu için Dünya’da aydan 6 kat daha ağır geliriz.