МАССА ИЛИ ВЕС
Много лет назад, заканчивая школу, я был полностью уверен, что при взвешивании чего либо мы определяем вес тела, и уже зная его, можем вычислить его массу, разделив полученное значение на ускорение свободного падения. Мир, в который я пришел с этими знаниями был для меня незыблемым, так как мне казалось, что за школьные годы я овладел важным фундаментальным знанием и знал что такое вес, и что такое масса.
Некоторая неловкость была с единицами измерения. Вес измерялся в каких-то килограмм-силах, а масса в килограммах. Когда я приходил в магазин или на рынок, мне почему-то всё взвешивали в килограммах, а не в килограмм-силах. Было странно, но для повседневной жизни не критично.
Более серьезное неудобство возникло, когда пришлось пользоваться таблицами плотности вещества. Из курса физики я знал, что плотность измеряется отношением массы тела к объёму который оно занимает. Собственно это подтверждается и единицей измерения плотности, которая приводится в каждой таблице: кг/м куб. Казалось бы ситуация предельно проста. Измеряем объём тела, умножаем его на табличное значение плотности и получаем значение массы. Для того чтобы узнать сколько тело весит это значение необходимо умножить на ускорение свободного падения.
И вот тут возникла первая серьезная неприятность. Значения плотности в таблицах приведены не в массах, а в весе. Это уже был серьезный звоночек. Чтобы вычислить массу тела с использованием табличных данных, приходилось все время держать в уме, что это в расчете получается не масса, а вес, который уже отдельным действием надо приводить к массе.
Извращенность физики приучала к извращенному мышлению: читаем одно, думаем о другом, пишем третье.
Но даже к такой круговерти гибкое человеческое мышление адаптируется. Но вот то, что у нас международный эталон массы в один килограмм, оказался равным одной килограмм-силе, уже находится за гранью какого либо понимания.
Эталон массы выполнен из платины в виде цилиндра с одинаковой высотой и диаметром: 39 мм, т.е. имеет объём 46,59 см куб.
Один килограмм это 1000 грамм. Делим 1000 г на 46,59 см куб. Получаем 21,46 г/см куб.
Это значение соответствует плотности платины выраженной… в ВЕСЕ!
Вот с такой неразберихой наука претендует на исключительность знаний об окружающем нас мире.
Чему уж тут удивляться, что многие люди просто не видят разницы между весом и массой, если даже на международном уровне такая мешанина явление обычное.
Справедливости ради следует отметить, что неразбериха с массой и весом вызвана применяемыми в настоящее время единицами измерения.
В международной системе СИ вес как сила должен измеряться в Ньютонах, а в обыденной практике и технических расчетах применяют килограмм-силу (кгс), которая соответствует 9,8 Н и представляет собой силу которую развивает тело массой в 1 кг и ускорением свободного падения. Поэтому когда вес измеряется в кгс, то численно он равен массе тела в кг.
Поскольку переход от массы к весу должен иметь некую формульную зависимость, но которую в справочниках не приводят, то пользователь сам должен догадываться что в данном случае подразумевал составитель того или иного справочника.
Не удобно, но жить можно.
В некоторых справочниках указывается удельный вес, что отражает физическую реальность. Термин плотность относится уже к массе, которую напрямую определить невозможно, я можно только вычислить через вес, но как мы выяснили плотность соответствует понятию удельного вес, то значения обоих справочных материалов эквивалентны (тождественны).
Проблема заключается в том, что в расчётах динамических систем в настоящее время уже не пользуются единицей кгс, а исключительно Ньютоном, вот в этом случае и приходится пользоваться пересчётом между Ньютоном и кгс. Например, чтобы рассчитать силу равновесия для одного килограмма массы, которая соответственно равна 1 кгс, нам необходимо перевести её в Ньютоны, а это уже 9,8 Ньютонов. Поэтому для равновесия одного кубического сантиметра материала с плотностью 5,6 г/с куб нам необходимо приложить силу , 0,0056*9,8 = 0,05488 Н. В вот весы, откалиброванный по кгс покажут нам 5,6 г. И хотя масса при этом не изменилась, но вес одного кубического сантиметра стал 0,05488 Н. Это крайне неудобно, поэтому все попытки отменить внесистемную единицу измерения кгс обречены на неудачу, так бытовое сознание мало вероятно, что когда-нибудь от неё откажется, так как равенство 1 кг массы = 9,8 Н не укладывается в голове.