Kütle mi, Ağırlık mı?

LadadikArt/iStock.com

Kütle Nedir? Nasıl Ölçülür?

Kütle, bir cismin sahip olduğu madde miktarını ifade eden temel bir fiziksel büyüklüktür. Kütle, evrendeki tüm cisimler için değişmez bir özellik taşır. Yani cismin boyutu, şekli ya da bulunduğu yer fark etmeksizin sabit kalır. Bu, bir cismin Dünya’da, Ay’da veya uzayın herhangi bir yerinde aynı kütleye sahip olacağı anlamına gelir. Örneğin Dünya'da 70 kilogram olan bir insanın kütlesi Mars'ta da 70 kilogramdır. Çünkü kütle, yalnızca o cismin sahip olduğu madde miktarıyla ilgilidir ve yerçekimi gibi dış faktörlerden etkilenmez.

Shinpanu thamvisead/iStock.com

Kütle, bir cismin sahip olduğu madde miktarını ifade eden temel bir fiziksel büyüklüktür. Kütle, evrendeki tüm cisimler için değişmez bir özellik taşır. Yani cismin boyutu, şekli ya da bulunduğu yer fark etmeksizin sabit kalır. Bu, bir cismin Dünya’da, Ay’da veya uzayın herhangi bir yerinde aynı kütleye sahip olacağı anlamına gelir. Örneğin Dünya'da 70 kilogram olan bir insanın kütlesi Mars'ta da 70 kilogramdır. Çünkü kütle, yalnızca o cismin sahip olduğu madde miktarıyla ilgilidir ve yerçekimi gibi dış faktörlerden etkilenmez.

Kütle, Uluslararası Birim Sistemi'nde (SI) kilogram (kg) ile ölçülür. Bunun yanı sıra gram (g), miligram (mg) ve ton gibi diğer kütle birimleri de günlük hayatta sıkça kullanılır. Kütleyi ölçmenin en bilinen ve yaygın yöntemi, eşit kollu terazidir. İki kola sahip bir alet olan eşit kollu terazinin bir kefesine ölçülmek istenen cisim, diğer kefesine ise kütlesi bilinen standart cisimler konur. Terazinin kolları dengede olduğunda cismin kütlesi ile karşılaştırılan standart cisimlerin kütlesi eşit kabul edilir. Bu yöntem çok hassas ölçümleri mümkün kılar ve özellikle bilimsel çalışmalarda tercih edilir.

Ekaterina Buravleva/iStock.com

Eşit Kollu Terazi

Kütle, dış etkenlerden, örneğin yerçekiminden bağımsız olarak sabit kalır. Kütleçekim kuvvetinin daha düşük olduğu bir gezegene gittiğinizde de kütleniz değişmez. Çünkü kütle, yalnızca cismin sahip olduğu madde miktarı ile ilgilidir; yerçekiminden etkilenmez.

Ağırlık Nedir? Nasıl Ölçülür?

Bsd studio/iStock.com

Ağırlık, bir cismin kütlesine etki eden kütleçekim kuvveti olarak tanımlanabilir. Ağırlık, bir cismin bulunduğu ortamın kütleçekim kuvvetine bağlı olarak değişir. Bu nedenle ağırlık, sabit bir değer değildir; bir cismin farklı gezegenlerde veya ortamlarda farklı ağırlıkları olabilir. Ağırlığın Uluslararası Birim Sistemi’ndeki (SI) birimi Newton (N) ile ifade edilir. Newton, ağırlığın ölçülmesinde kullanılan kuvvet birimidir; bir cismin kütlesine etki eden kütleçekim kuvvetini temsil eder. Ağırlık şu formülle hesaplanır:

Ağırlık = Kütle x  Kütleçekim İvmesi (g)

Bu formülde kütle, cismin sabit değeridir. Kütleçekim ivmesi (g) ise cismin bulunduğu gezegenin ya da gök cisminin kütleçekim kuvvetini ifade eder. Yerçekimi ivmesi, Dünya için ortalama 9,8 m/s²’dir. Bu, Dünya üzerindeki her kilogram kütlenin yaklaşık 9,8 Newton’luk bir kuvvetle çekildiği anlamına gelir.

Örneğin kütlesi 70 kilogram olan bir insanın Dünya’daki ağırlığı şu şekilde hesaplanır:

Ağırlık = 70 kg x 9,8 m/s² = 686 N

Bu hesaplama, 70 kilogram kütleye sahip bir insanın Dünya’daki yerçekiminin etkisi altında 686 Newton ağırlığında olduğunu gösterir. Ancak bu kişi Mars’a gittiğinde ağırlığı değişir. Çünkü Mars’ın kütleçekim ivmesi daha düşüktür. Mars’ın kütleçekim ivmesi yaklaşık 3,7 m/s²’dir. Aynı kişinin Mars’taki ağırlığı şu şekilde hesaplanır:

Ağırlık = 70 kg x 3,7 m/s² = 259 N

Bu örnekte görüldüğü gibi Mars’taki kütleçekimi Dünya’nın yerçekiminden çok daha düşük olduğu için aynı kütleye sahip bir insanın ağırlığı da önemli ölçüde azalır. Bu da ağırlığın kütle gibi sabit olmayıp kütleçekim kuvvetine bağlı olarak değiştiğini gösterir.

Ağırlığı ölçmek için kullanılan araç dinamometre olarak adlandırılır. Dinamometre, cisimlere etki eden kuvveti ölçen bir alettir ve bir cismin ağırlığını Newton cinsinden gösterir. Bir dinamometre, cisme etki eden kütleçekim kuvvetini bir yay aracılığıyla ölçerek bu kuvveti Newton cinsinden ifade eder.

KidLand/iStock.com

Dinamometre

Kaynaklar:

• https://van.physics.illinois.edu/ask/listing/210
• https://howthingsfly.si.edu/ask-an-explainer/what’s-difference-between-mass-and-weight  
• Mullet, Etienne & Gervais,. (1990). Distinction between the concepts of weight and mass in high school students. International Journal of Science Education. 12. 217-226. 10.1080/0950069900120210.
• Doğanay, K. (2020). Determination of misconceptions about mass and weight of 7th grade students of middle school. Social Scientific Centered Issues, 2(1), 3-7.
• MEB. (2018). İlköğretim fen bilimleri dersi (5, 6, 7 ve 8. sınıflar) öğretim programı. Ankara: Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı.