מסה ומשקל

1. מסה ומשקל

2. משקל מדידת המסה מאזניים

3. משקל ומסה • כיצד מודדים מסה? • כדי למדוד מסה יש צורך "בגוף תקני" שמסתו מוגדרת ביחידת מסה. • היחידה התקנית המקובלת כיום ביחידת מסה היא קילוגרם: • מסה של 1000 סמ"ק (1 ליטר) מים מזוקקים בטמפ' של 4 מעלות צלזיוס= 1 ק"ג.

4. משקל ומסה • באופן מעשי נוח יותר לטפל בגוף מוצק ולכן בנו גליל פלטינה שמסתו שווה למסה של 1000 סמ"ק מים מזוקקים בטמפ' של 4 מעולת צלזיוס, כלומר 1 ק"ג. • בשפת היום-יום אנו קוראים ליחידות המסה התקניות בשם "משקולות". • לא נצליח לשנות את הרגלי השפה הנהוגים מזה דורות אך צריך לזכור ש"משקולות" הן יחידות מסה תקניות. • לצורך מדידת מסות קטנות או גדולות מק"ג הוגדרו גם יחידות מסה משניות = יחידות המידה של מסה.

5. משקל ומסה • 1 גרם = 1/1000 ק"ג • 1 מיליגרם(מ"ג) = 1/1000 ג"ר או מיליון/1 ק"ג • 1 טון = 1000 ק"ג

6. למי מהגופים מסה גדולה יותר:האם לקילו נוצות או שמא לקילו ברזל?

7. מדידת מסה שימו לב !! המדידה אותה הנכם מכירים מחיי היום יום כ"משקל" היא בעצם "מסה" – המשקל זוהי מדידה אחרת עליה תלמדו בהמשך.

8. המאזניים שאלה הנחנו על כף מאזניים תיבה. על הכף השנייה הנחנו בובה. למי משני הגופים מסה גדולה יותר? • לבובה מסה גדולה יותר. • לתיבה מסה גדולה יותר. • לשני הגופים מסה זהה. כיצד אתם יודעים זאת?

9. 10ג' 10ג' 50ג' 50ג' מדידת מסה שאלה 9 לפניכם מאזני כפות. על כף אחת מונח ספל, על הכף השנייה אבני - מדידה. מהי מסתו של הספל? • 120 גרם • 80 גרם • 0.12 ק"ג • 0.8 ק"ג

10. מסת תפוזים שאלה 10 במה תבחר נופית? נופית יצאה לקניות. כאשר הגיעה אל הירקן הוא העמיד בפניה שתי אפשרויות: • הצעה מספר 1 כדאית יותר. • הצעה מספר 2 כדאית יותר. • לקנות 15 תפוזים מסוג א' ב-10 שקלים • לקנות קילו תפוזים מסוג ב' ב- 10 שקלים סוג א' – מסת כל תפוז 20 גרם סוג ב' – מסת כל תפוז 50 גרם.

11. 4 מאזניים שאלה 12 לפניכם 4 מאזני-כפות. באילו מהם יש לשתי הקוביות מסות שוות? • במאזניים המסומנים ב: א' ו-ב' • במאזניים המסומנים ב: א' ו-ד' • במאזניים המסומנים ב: ג' ו- ד' • במאזניים המסומנים ב: ב' ו-ד' ב א ג ד

12. יחידות מדידת המסה קילוגרם = יחידת המידה של מסה של ליטר אחד של מים במצב נוזלי. גרם = אלפית הקילוגרם מיליגרם = אלפית הגרם תרגיל: בטאו את המסות הבאות בגרמים: 70 מיליגרם, 2 קילוגרם, 6 טונות טון = אלף קילוגרם

13. מה גדול יותר? שאלה 11 לפניכם הגדלים הבאים:0.5 ק"ג, 750 גרם, 2 טון, 75 ק"ג, 1,000 ק"ג . מהו הסדר הנכון ?

14. מהו משקל? • גופים נופלים ארצה. • כשמחזיקים ביד גוף מרגישים בכובדו. • ישנו כח שפועל על הגופים ומושך אותם ארצה. • לכח זה קוראים: כח הכובד או משקל הגוף.

15. מהו משקל? משקל של גוף הוא הכוח שבו הגוף נמשך אל כדור הארץ. ככל שהגוף רחוק יותר מפני כדור הארץ, הוא נמשך בכוח קטן יותר אליו. (לווין המצוי במרחק 36,000 ק"מ, נמשך רק ב-2% מהכוח שנמשך כשהיה על פני כדור הארץ.) "על פני כדור הארץ" – מוגדר גם מאות קילומטרים.

16. מהו משקל? • כשאומרים שלגוף מסויים יש משקל גדול מציינים למעשה את העובדה, שהגוף נמשך אל כדוה"א בכוח גדול. • כל הכוכבים מושכים אליהם גופים, אך לא כולם מפעילים את אותו כח המשיכה. • ישנם כוכבי לכת, שמפעילים כח משיכה קטן יותר מאשר כדוה"א וישנם כאלו, שמפעילים כח משיכה גדול יותר.

17. מהו משקל? • מסתבר, שמשקלם של גופים שונים משתנה גם על פני כדוה"א למשל: • משקל הגופים בקטבים גדול יותר מאשר על קו המשווה.

18. גם גרמי שמים מושכים אליהם גופים: (למעשה כל גוף מושך אליו גופים אחרים – אבל בכוח קטן יחסית) משקל גופים על פני הירח קטן ממשקלם על פני כדור הארץ. כוכב הלכת צדק מושך אליו גופים בכוח גדול יותר!!! משקל של גוף הוא הכוח שבו הגוף נמשך אל גרם שמים.

20. מהו משקל? • כשצופים בסרטים מהחלל, בנחיתת האסטרונאוטים על קרקע הירח ,רואים שהם עמוסים במטען רב, שאדם לא היה מסוגל לשאת אותו, ע"פ כדוה"א. • על הירח משקל הציוד פחת וגם משקל האסטרונאוטים ולכן הם מסוגלים לנוע שם בקלות. • ניתן לראות זאת בסרט.

21. כיצד מודדים משקל? • משקל מודדים ע"י מד כח, שבו יש קפיץ. • כאשר תולים גוף על מד הכח, הגוף הנמשך אל כדוה"א ומותח את הקפיץ. • יחידת המידה של המשקל נקראת ניוטון על שם הפיסיקאי אייזיק ניוטון שחי במאה ה-17.

22. מדידת המשקל מד כוח = מכשיר מדידת המשקל ניוטון = יחידת המידה של המשקל ניוטון = המשקל של מסה בת 100 גרם על פני כדור הארץ.

23. כיצד מודדים משקל? • 1 ניוטון = משקל של 100 סמ"ק(בקירוב) מים מזוקקים בטמפ' של 4 מעלות צלזיוס, כשהם נמצאים על פני כדוה"א.

24. אייזק ניוטון 1642- 1727 על שמו נקראת יחידת המידה של המשקל. פיסיקאי דגול, שחקר את כוח המשיכה שמפעילים גרמי השמים על גופים.

25. הנוסחא המתמטית המקשרת בין מסה ומשקלשל גוף מסויים mמסת הגוף.g תאוצת הכובד=wמשקל הגוף ק"ג ניוטון לק"ג ניוטון

26. כיצד מודדים משקל? w=mXg • w    -   משקל • g    -   קבוע משיכה • m   -   מסה   • על פני כדוה"א  g = 9.8 n/kg • המשקל על פני כדוה"א של גוף שמסתו 100 גר' שווה לניוטון אחד (בקירוב).

27. כיצד פותרים בעיה בעזרת הנוסחא בעיה לדוגמא: נתון שתאוצת הכובד האופיני בצדק הוא 25 ניוטון/ ק"ג. מהו משקלו של גוף שמסתו 3 ק"ג. נתון : 25 ניוטון/ ק"ג = g 3 ק"ג = m דרוש : w = ? נוסחה כללית: g x m = w הצבה ופתרון : 75 ניוטון = 3 קגx 25 קג/ניוטון

28. שאלות • על חבילת מרגרינה שמייצרים בישראל כתוב:"משקל נקי" - 200 גר'. האם זה מדוייק? • מתכננים לייבא חבילות למקומות שונים בחלל: לירח, לכוכב הלכת צדק וכו'... האם יהיה צורך לשנות את הכתוב על החבילות ? אם כן,איך? נמק! • מהי המסה, בגרמים של 100 סמ"ק מים? • מהו המשקל של 100 גר' מים על פני כדוה"א? • מה המשקל של 500 גר' מים על פי כדוה"א? נמק!

29. שאלות • מהו המשקל של 500 גר' ברזל על פני כדוה"א? נמק! • משה:  "יש לנו 10 ק"ג תפוזים... אם נשלח אותם לירח, יהיו לנו שם פחות מ-10 ק"ג תפוזים". • בני: " יש לנו תפוזים במשקל של 100 ניוטון. אם נשלח אותם אל הירח יהיה משקלם שם פחות מ-100 ניוטון". • האם שני הילדים צדקו?  האם רק אחד מהם צדק? הסבירו את תשובותיבם. • כח המשיכה של כדוה"א גדול פי 6 מכח המשיכה של הירח. מה תהיה מסתם של התפוזים (שבשאלה הקודמת) כישגיעלירח? מה יהיה משקלם?

30. שאלות לסיכום הנושא • 1. מהי מסה, באילו מכשירים מודדים אותה ומהם יחידות המדידה?  • 2. מהי הגדרת המסה התיקנית? • 3. מהו משקל, כיצד הוא נמדד ומהם יחידות המדידה שלו? • 4. הסבר את הקשר שבין מסה ומשקל? • 5. האם המשקל הוא ערך קבוע על פני כדור הארץ ובפלנטות אחרות? נמק.

31. שאלות לסיכום הנושא • 6. האם מסה היא גודל קבוע? למה? • 7. האם יש הבדל בין משקל גוף על פני כדוה"א לבין משקלו של אותו הגוף על פני הירח? נמק. • 8. האם יש הבדל בין המסה של גוף על פני כדוה"א לבין המסה של אותו הגוף על פני הירח? נמק. • 9. נתאר מקום בחלל, רחוק מכדוה"א ומהכוכבים, שבו לגוף אין בכלל משקל, ז"א שהוא יהיה חסר משקל .  •     האם הוא יהיה חסר מסה? נמק. • 10. מדוע התנאי להימצאותם של שני הגופים באותו המקום כל כך חשוב ומחייב למדידת משקל? נמק.

32. דוגמא א' • חללית מתרחקת מכדור הארץ. • מה קורה לכוח הכבידה (קוראים לו גם "כוח המשיכה") הפועל על • החללית? • 2. האם כמות החומר שממנו בנויה החללית השתנתה? דוגמא ב' כשצופים בטלויזיה בנחיתת האסטרונאוטים על קרקע הירח אפשר לראות, שגופו של האסטרונאוט נמשך אל הירח בכוח קטן יותר מן הכוח שפועל עליו, כאשר הוא על פני כדור הארץ. האסטרונאוטים לובשים בגדים כבדים והם עמוסים כלים שונים, ובכל זאת הם מתהלכים על פני הירח בקלות. האסטרונאוטים נשאו על עצמם, בקלות רבה הרבה מאוד עצמים, בקלות רבה יותר מאשר על כדור הארץ. 3. האם יש הבדל בין משקל הציוד על פני כדור הארץ, לבין משקלו על הירח? נמק. 4. האם יש הבדל בין כמות החומר של הציוד על פני כדור הארץ לבין כמות החומר של אותו ציוד על פני הירח? נמק.

33. משקלם של גופים משתנה לא רק כאשר עוברים לגרמי שמים אחרים, אלא גם על פני כדור הארץ עצמו. אם ניקח גוף שמשקלו בתל אביב 10 ניוטון ונטייל עימו על פני כדור הארץ, יתברר לנו שמשקל הגוף בקו המשווה הוא רק 9.98 ניוטון, ואילו בקטבים משקלו 10.03 ניוטון. • מדוע משתנה המשקל במקומות שונים על פני כדור • הארץ? • 6. כיצד משפיע הגובה מעל או מתחת פני הים על • משקלו של גוף? נמק. • 7. אסטרונאוטים לקחו לירח קופסה מלאה יהלומים. האם השתנתה כמות היהלומים על הירח?

34. 8. האם השתנה משקל היהלומים, כיצד הוא השתנה? נמק. 9. מקסיקו-סיטי נמצאת בגובה של 2500 מטר מעל פני הים. בזמן האולימפיאדה היו השגי הספורטאים בעיר זו טובים יותר מאשר בעבר. ההישגים בקפיצה לגובה ולרוחק היו טובים במיוחד. הסבירו מדוע.

36. מסה ומשקל http://linetpro.d-campus.net/nodeweb.asp?t=26923&subid=171456 http://www.exploratorium.edu/ronh/weight/index.html חישוב המשקל בכוכבים שונים