السؤال: ما وزن بطيخة كتلتها 4.0 kg
شرح الإجابة:
الوزن هو القوة الناتجة عن تأثير الجاذبية الأرضية على كتلة الجسم، ويُعد من أبرز المفاهيم الفيزيائية التي تربط بين الكتلة والقوة. يُقاس الوزن بوحدة النيوتن، وهي الوحدة المعتمدة في النظام الدولي لقياس القوى، وتُعبّر عن مقدار السحب الذي تمارسه الأرض على الجسم باتجاه مركزها.
لفهم هذا المفهوم بدقة، لا بد من التمييز بين الكتلة والوزن. الكتلة هي مقدار المادة التي يحتويها الجسم، وتُقاس بالكيلوغرام، بينما الوزن يتغير حسب قوة الجاذبية في المكان الذي يوجد فيه الجسم. على سطح الأرض، تُقدّر قيمة تسارع الجاذبية بـ 9.8 متر لكل ثانية مربعة، وهي قيمة ثابتة تُستخدم في معظم الحسابات الفيزيائية المدرسية.
عند تطبيق القانون الفيزيائي لحساب الوزن، نستخدم العلاقة التالية:
W = m × g
حيث W هو الوزن بالنيوتن، m هي الكتلة بالكيلوغرام، وg هو تسارع الجاذبية الأرضية.
وبالرجوع إلى المعطيات:
كتلة البطيخة = 4.0 كجم
تسارع الجاذبية = 9.8 م/ث²
نقوم بضرب الكتلة في تسارع الجاذبية:
4.0 × 9.8 = 39.2 نيوتن
لكن في السياقات التعليمية، يُراعى تقريب الناتج إلى أقرب عدد صحيح أو إلى عدد ذي دلالة مناسبة حسب دقة المعطيات. وبما أن الكتلة معطاة بدقة رقم عشري واحد، فإن تقريب الناتج إلى 39 نيوتن يُعد مناسباً ومقبولاً علمياً.
إقرأ أيضا:الظواهر التي تحدث بسبب دوران الأرض حول الشمسولتوضيح خطوات الحل بشكل منهجي:
1. تحديد الكتلة: 4.0 كجم
2. اعتماد تسارع الجاذبية: 9.8 م/ث²
3. تطبيق القانون: W = m × g
إقرأ أيضا:حل كل من طلال وجمال المتباينة 6 د ≥ -84 فأيهما كانت إجابته صحيحة؟ اشرح تبريرك4. إجراء العملية الحسابية: 4.0 × 9.8 = 39.2
5. تقريب الناتج: 39 نيوتن
من خلال هذا التسلسل، يتضح أن وزن البطيخة هو 39 نيوتن، أي أن الأرض تؤثر عليها بقوة مقدارها 39 نيوتن نحو الأسفل. هذا المثال يُبرز كيف يمكن تحويل الكتلة إلى وزن باستخدام قانون فيزيائي بسيط، لكنه يحمل في طياته مفهوماً عميقاً عن العلاقة بين المادة والجاذبية.