تختلط في التعامل بين الناس
كلمتا الثقل والكتلة، وتحل إحداهما محل الأخرى حتى ليعتقد الكثير أنهما تعنيان الشيء
نفسه. ومثل هذا الخلط ليس حكرا في الواقع على عامة الناس..بل إن بعض المنتمين إلى مجالات
علمية يقعون فيه، وهنا أن نوضح أن لكل كلمة منهما معنى خاصا بها، وتمثل في حد ذاتها
مصطلحا علميا مستقلا.
الكتلة هي كمية المادة التي يحتويها
الجسم، فعندما نصف كتلة جسم ما بأنها أكبر من كتلة جسم آخر نقصد بذلك أن كمية المادة
الموجودة في الجسم الأول أكثر من كمية المادة الموجودة في الجسم الثاني
الثقل فهو قوة الجاذبية المؤثرة
على الجسم، والقوة غير الكتلة، ولذا فإنه من الخطأ أن نقول إن الثقل هو الكتلة، ونجد
في الفيزياء أن لكل من الثقل والكتلة وحدة قياس خاصة به؛
فالوحدة التي نقيس بها الكتلة
هي الكيلوغرام Kg،
أما وحدة قياس الثقل فهي وحدة القوة ويطلق عليها
نيوتن N ….
ودعونا نعرف بعض آثار هذا
الفرق بين مفهومي الكتلة والثقل؛ فالكتلة، لكونها كمية المادة في الجسم، لا تتغير بنقلها
من كوكب إلى آخر؛ فإذا سافر رائد الفضاء إلى القمر، ووقف على سطحه فإن كتلته لا تتغير
عما كانت عليه في الأرض “إذا افترضنا أنه لم يفقد بعض الشحم نتيجة لفقدان شهية مفاجئ
أصابه أثناء الرحلة”. أما وزنه على سطح القمر فسوف ينقص كثيرا حيث أن قوة الجاذبية
على سطح القمر تنخفض إلى حوالي سدس قيمتها على الأرض نظرا لاختلاف كتلتي الأرض والقمر.
ومعلوم أن جاذبية الأرض
9.8 بينما القمر 1.6 بإمكانك حساب وزنك إذا
علمت كتلتك وتسارع جاذبية الكوكب ستلاحظ أن الذي يتغير هو الثقل تبعا لتغير التسارع
والكتلة دائما ثابتة باستخدام هذا العلاقة الرياضية
P =mxg حيث أن:
P تمثل الثقل وتمثل m الكتلة و g هي جاذبية الكوكب
لذا يبدو رائد الفضاء خفيفا
وهو يتحرك على سطح القمر، ونلحظه أثناء مشيه يرتفع إلى مسافات عالية وكأنه يقفز في
حركته، وهو في الواقع يخطو خطوات عادية، ولكن وزنه أخف كثيرا، ولذا يرتفع جسمه إلى
أعلى مسافة أكبر بكثير من ارتفاعه على الأرض. وقد ينبري سائل فيقول لقد شاهدنا الإنجاز
البشري الضخم بنزول الإنسان على القمر، وبدت لنا حركته بطيئة، فهل يمكننا أن نفهم هذا
في ضوء هذه المعلومات؟
تكمن الإجابة على هذا السؤال
أن هذه الحركة ناجمة عن قوة رد الفعل الناتج عن احتكاك القدمين بالسطح، وإن قوة الفعل(
قوة الاحتكاك) مساوٍ لرد الفعل( قوة الدفع إلى الأمام وفقا لقانون نيوتن الثالث. وبما
أن قوة الاحتكاك تعتمد على الثقل فكلما انخفض الثقل انخفضت هذه القوة، فإن هذا يعني
أن قوة الدفع إلى الأمام المتاحة للشخص وهو يسير على ظهر القمر أقل بكثير من قوة الدفع
الناتجة عن الاحتكاك بسطح الأرض، ونظرا إلى أن كتلة الجسم ثابتة في الحالتين، فإن رائد
الفضاء يمشي بحركة بطيئة على الأرض مقارنة بحركة سيره على الأرض. وهذا الوضع يماثل
المشي على سطح أملس حيث نجد أن الشخص المتحرك على سطح من الجليد – مثلا- يسير ببطء
لأن الدفع المتوفر له ضئيل نتيجة لضآلة قوة الاحتكاك.
منقول بتصرف عن مجلة الفيزياء العصرية
