قانون الكتلة

قانون الكتلة هو أحد قوانين علم الفيزياء النظرية والذي يهتم بدراسة النظريات العلمية، والحسابات النظرية، ويمكن القول بأنه لا يوجد قانون واحد للكتلة في الفيزياء، حيث يمكن حساب كتلة الجسم بعدة طرق وقوانين نذكرها في هذا المقال، كما يجب التفرقة بين الكتلة والوزن، حيث يخلط الكثير من الناس بين كتلة الجسم ووزنه، وسوف يتم توضيح هذا الفرق أيضاً في هذا المقال، وللمزيد يمكنك زيارة عالم المعرفة  للتعرف على معلومات أكثر، ومواضيع شيقة أخرى كثيرة في انتظارك. 

نبذة عن الكتلة 

قبل التحدث عن قانون الكتلة يجب أولاً معرفة ما هي الكتلة وبعض المعلومات المتعلقة بها كالتالي: 

• كتلة الجسم هي عبارة عن المقاومة التي تصدر من الجسم المادي عند التأثير بقوة عليه لتغيير مكانه أو سرعته، حيث كلما زادت كتلة الجسم أصبحت التغيرات الناتجة عن التأثير بقوة معينة عليه أقل.
• وحدة قياس الكتلة لجسم مادي هي الكيلوجرام، وهي وحدة قياس متفق عليها دولياً متمثلة في اسطوانة البلاتين الراديوم محفوظة في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس في فرنسا.
• وحظت الكتلة بدراسات لعدة قرون حول طرق حسابها، ومن أهم مبادئ الكتلة الأساسية هي مبدأ الحفاظ على الكتلة، والذي ينص بأن كتلة الجسم ثابتة.
• ولقد تغير مفهوم الكتلة وأدخلت عليه الكثير من التعديلات مع ظهور النظرية النسبية العامة لآينشتاين، كما صيغت الكثير من القوانين لحساب الكتلة، والتي تنص جميعها على أن الكتلة تتحول لطاقة.
• كما تم إثبات أن الكتلة تتغير خلال التفاعلات النووية والكيميائية، بالإضافة للكثير من الفرضيات التي قامت بتغيير قانون الحفاظ على الكتلة.

تعرف أيضًا على … عبارات عن الحب

ومع التقدم العلمي ظهرت عدة قوانين رئيسية لحساب الكتلة نذكرها فيما يلي:

قانون الكتلة 

عند التحدث عن قانون الكتلة فإنه لا يمكن حصر قانون واحد فقط لها، حيث توجد عدة قوانين تختلف فيما بينها باختلاف الخاصية الجوهرية للجسم. 

كما تختلف من خلال القوة والتغيرات التي تنطبق على هذه الكتلة، وفيما يلي أهم هذه القوانين التي تختص بحساب الكتلة سواء كانت كتلة جسم ساكن أو متحرك فيما يلي: 

قانون الكتلة والكثافة والحجم 

يمكن التعبير عن قانون الكتلة والكثافة والحجم في النقاط التالية:  

• الكثافة p = الكتلة m ÷ الحجم v.
• ومنه فإن الكتلة m = الكثافة p ÷ الحجم v.
• الكثافة هي مقدار تركيز المادة في الحيز الذي يشغله أي جسم مادي، ويرمز للكثافة برمز يوناني يشبه الحرف p، ووحدة قياس الكثافة هي كيلو جرام/ متر مكعب.
• الحجم هو الحيز الذي يشغله أي جسم مادي في الفراغ، ويرمز للحجم بالحرف v، ووحدة قياس الحجم هي المتر المكعب.
• أما الكتلة فكما ذكرنا تعريفها سابقاً، ويرمز لها بالحرف m، ووحدة قياسها الكيلوجرام.
• وترتبط المفاهيم الثلاثة ببعضهم، كما تتناسب الكتلة مع الكثافة تناسباً طردياً، أي إذا زاد أي منهما زاد الآخر، وإذا قل يقل الآخر. 

قانون الكتلة والوزن 

وفيما يلي شرح قانون الكتلة والوزن: 

• الوزن W = الكتلة m × ثابت الجاذبية الأرضية g.
• ومنه فإن الكتلة m = الوزن W ÷ ثابت الجاذبية الأرضية g.
• يخلط الكثير من الناس بين مفهوم الكتلة والوزن رغم الاختلاف الكبير بينهما.
• فالوزن هو مقدار قوة جذب الأرض للجسم، وهو كمية فيزيائية متجهة، ويرمز للوزن بالرمز W، ووحدة قياس الوزن هي نيوتن.
• ثابت الجاذبية الأرضية يقدر ب 9.8، ووحدة قياسه هي متر/ ثانية². 

قانون الكتلة من قانون نيوتن الثاني

وفي النقاط التالية شرح قانون الكتلة من قانون نيوتن الثاني:  

• قانون نيوتن الثاني هو: القوة F = الكتلة m × التسارع a.
• ومنه فإن الكتلة m = القوة F ÷ التسارع a.
• القوة هي عبارة عن مؤثر يقوم بالتأثير على الأجسام فيغير من حالتها أو حركتها أو اتجاهها، ويرمز لها بالرمز F، ووحدة قياسها هي النيون N.
• وينص هذا القانون على أنه عند التأثير بقوة خارجية على جسم، فإن هذا الجسم يقاوم تغيير حركته، وهو ما يسمى بالكتلة الخاملة.
• وتتناسب الكتلة تناسب عكسي مع التسارع a، حيث انه كلما زادت كتلة الجسم، قل التسارع. 

توجد ثلاثة أنواع من الكتلة في الفيزياء النظرية، أولهم هي الكتلة القصورية والتي تعبر عن مقاومة الجسم التغير في حالته الحركية، والثانية هي كتلة الجاذبية النشطة والمعبرة عن مقدار قوة الجاذبية التي يقوم جسم بالتأثير بها على الأجسام الأخرى، والثالثة هي كتلة الجاذبية السلبية والمعبرة عن مقدار قوة الجاذبية التي تقوم بالتأثير في جسم موضوع في مجال جاذبية جسم آخر، لكن لم يتمكن العلماء حتى الآن من توضيح فرق واضح بينهما.