جرم چیست؟ راهنمای کامل مفهوم آن در شیمی و فیزیک

مقدار ماده در یک جسم را به عنوان جرم آن جسم تعریف می کنند که یکی از خواص و ویژگی های جسم است که ثابت بوده و به موقعیت آن بستگی ندارد. واحد اندازه گیری جرم اجسام گیلوگرم یا گرم می باشد.

در کتاب علوم پایه های سوم و ششم اولین بار این کمیت معرفی شده است.برای آشنایی بیشتر با این مفهوم با این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک همراه ما باشید.

تعریف جرم

اصطلاحی بدون بعد که در علم فیزیک به عنوان مقدار ماده ی یک جسم تعریف می شود جرم نام دارد که واژه ی آن ریشه فارسی دارد. همچنین میزانی از واکنش کندی یک جسم در مقابل نیرویی که می خواهد آن را به حرکت در بیاورد، یا بخواهد آن را از حرکت باز دارد و یا باعث تغییر حرکت آن بشود را جرم می گویند. یعنی آن را با حد مقاومت جسم در مقابل نیرویی که به آن جسم وارد می شود، اندازه گیری می کنند.

 

 

 

در هنگام محاسبه جرم، گرانش زمین در نظر گرفته نمی شود. اما وقتی در مقابل نیروی گرانش قرار گیرد دارای وزن می شود. جرم به عنوان یک مفهوم بنیادی به کار گرفته می شود.

جرم یک کمیت فیزیکی ثابت می باشد که طبق قانون بقای جرم، نه جرمی از بین می رود و نه به وجود می آید درست مثل اصل بقای انرژی.

تاریخچه

ماخ کسی بود که برای نخستین بار از کلمه و معنای جرم استفاده کرد که وقتی استفاده از آن رایج و مفهوم آن قابل درک شد که کتاب مکانیک زومرفلد منتشر شد. گالیله واژه massa را به طور نامشخص و نیوتن جرم را به شکل سیستماتیک استفاده کرده است.

عوامل موثر در جرم جسم

جرم یک جسم به دو عامل بستگی دارد. یکی این که هر چه تعداد ذراتی که یک جسم را تشکیل می دهد بیشتر باشد، جرم آن نیز بیشتر می شود یعنی به تعداد این ذرات بستگی دارد. دومین عامل جرم هر ذره تشکیل دهنده بیشتر باشد جرم کل جسم نیز بیشتر خواهد بود. جرم هر جسم را می توان با ترازوهای مختلفی چون ترازوی دو کفه ای معمولی، ترازوی دو کفه ای آزمایشگاهی برای اندازه گیری هر چه دقیق تر، ترازوی آشپزخانه، ترازوهای دیجیتالی، باسکول برای اندازه گیری مواد خیلی سنگین و ترازوهای سه اهرمی استفاده می کنند. اساس کار ترازوی سه اهرمی حرکت وزنه ها روی سه میله درجه بندی شده می باشد.

 

 

واحد های اندازه گیری جرم

در دستگاه های بین المللی یکاها (SI) کیلوگرم (Kg) واحد اصلی این مفهوم می باشد ولی برای اجسام و مواد کوچک تر از واحد گرم (g) استفاده می شود. استانداردی که به عنوان یک جرم یک کیلوگرمی در سازمان بین المللی مقیاس ها در پاریس وجود دارد، یک استوانه پلاتین – ایریدیوم است که به توافق همه رسیده است. واحدهای دیگری که برای آن استفاده می شود عبارتند از تن برابر با ۱۰۰۰ کیلوگرم (این یکا از واحدهای SI نمی باشد)، اونس، پوند برابر ۴۵۳,۶ گرم، پنی، سوت، قیراط، مثقال و من می باشند.

یکی از واحدهایی که در انگلیس استفاده می شود اسلاگ می باشد که یک اسلاگ برابر مقداری از جسم است که با نیروی یک پوندی که بر آن وارد می شود، شتاب یک فوت بر مجذور ثانیه می گیرد و برای تبدیل آن به کیلوگرم باید در ۱۴,۵۹ ضرب شود. اونسی واحدی است که برابر ۲۸,۳۴۹ گرم بوده و بیشتر در ایالات متحده استفاده می شود. برای اندازه گیری جرم اتم ها یک استاندارد بسیار دقیق تری وجود دارد و آن اتم کربن ۱۲ بوده و یکای آن u می باشد.

تعریف جرم در شیمی

برای بیان این مفهوم از یک قالب یخی که در دست گرفتیم استفاده می کنیم. یخ دارای چه جرمی است؟ از نظر شیمی هر جسمی از مجموعه ای از اتم ها که دارای جرمهای مختلف هستند تشکیل شده است. قالب یخ از مولکول های آب (H_۲O) تشکیل شده که در یک شبکه بلوری منظم کنار هم قرار گرفتند. هر مولکول آب از اتم های هیدروژن با جرم اتمی ۱ و اکسیژن با جر م اتمی ۱۶ تشکیل شده است. پس جر م مولکولی آب باید برابر با ۱۸ باشد. چون طبق قانون آووگادرو یک مول از یک ماده دارای ۱۰^۲۳ ˣ ۶ مولکول می باشد، پس جر م ۱۸ گرمی یخ نشان دهنده وجود یک مول یخ است.

مقایسه جرم و وزن

این دو مفهوم با هم متناسب هستند ولی برابر نیستند. همان طور که گفته شد جر م یک جسم مقدار ماده ی تشکیل دهنده آن می باشد در صورتی که وزن یک جسم نیرویی است که به وسیله گرانش به جسم وارد می شود و با واحد نیوتن بیان می شود و با نیروسنج اندازه گیری می شود. پس این دو اصطلاحات و کمیت هایی کاملا متفاوت هستند. اگر جر م جسمی یک کیلوگرم باشد، وزن آن ۹,۸ نیوتن خواهد بود. این محاسبه وزن برای جسم در سطح زمین می باشد که از ضرب جرم جسم در قدرت میدان گرانشی به دست آمده است.

به طور روزمره جر م را به عنوان وزن می شناسند و این موضوع مشکلی هم ایجاد نمی کند. اگر شتاب نباشد این دو مفهوم با هم متناسب هستند. اگر جر م یک جسم دو برابر یا نصف شود وزن آن نیز دو برابر یا نصف می شود. ولی در علوم فیزیک و مهندسی این دو به صورت کمیت هایی کاملا جداگانه تعریف می شوند.

درست است که در حالات عادی استفاده کردن وزن به جای جر م مشکلی ایجاد نمی کند، اما وقتی تغییر نیروی گرانش داشته باشیم این موضوع اهمیت پیدا می کند. به عنوان مثال در ماه و سیارات دیگر نیروی گرانش متفاوت است و همین عامل سبب متفاوت بودن وزن اجسام می شود. نیروی گرانش ماه شش برابر ضعیف تر بوده پس وزن یک جسم در ماه یک ششم وزن آن در زمین است. هم چنین در اندازه گیری هایی که دقت بسیار اهمیت دارد، تغییر گرانش مهم می شود.

جرم لختی و گرانشی و اصل هم ارزی

جر م لختی که با قوانین حرکت نیوتن بیان می شود، به آن مقدار از مقاومت یک جسم است که جسم در مقابل تغییر سرعت از خود نشان می دهد که متناسب با نیروی وارده و شتاب جسم است. به عبارتی وقتی جسم را از تعادل خود خارج می کنید مثلا با حرکت از حالت سکون و یا کم و زیاد کردن سرعت آن، که به مقاومت جسم در مقابل این تغییرتعادل لختی می گویند. نیرویی که از طرف میدان گرانشی به جسم وارد می شود را جر م گرانشی می گویند که با بیشتر بودن آن، نیروی زیادی نیز از میدان گرانشی متحمل می شود. اصل هم ارزی نیز به متناسب بودن این دو کمیت اشاره می کند و در صورت انتخاب یکاهای مناسب، این دو کمیت از لحاظ مقدار برابر خواهند بود. این اصل با نظریه نسبیت عام قابل توصیف است.

جرم چیست علوم

جرم یک اصطلاح علمی است که برای توصیف چگالی و نوع اتم‌ها در هر جسم مورد استفاده قرار می گیرد. جرم ویژگی اساسی هر جسم فیزیکی است وهمچنین مقدار ماده در یک جسم را نشان می دهد. این خاصیت جسم است که در برابر تغییر در حرکت مقاومت می کند.

هر چه جرم یک جسم بیشتر باشد، تغییر ایجاد شده توسط نیروی اعمال شده کمتر است. جرم یک کمیت اسکالر در نظر گرفته می شود و بنابراین جهت را اندازه گیری نمی کند، بلکه یک مقدار را اندازه می گیرد. این مقدار را می توان به عنوان کمیت ماده یا مقاومت جسم در برابر شتاب، یعنی جرم اینرسی در نظر گرفت.

جرم چیست سوم دبستان

جرم اندازه گیری تمایل یک جسم برای مقاومت در برابر تغییر حالت است که به نام اینرسی شناخته می شود. جرم بستگی به مقدار ماده ، اتم و .. موجود در یک جسم دارد. جرم بیشتر به معنای اینرسی بیشتر است، زیرا مقاومت در برابر حرکت بیشتری وجود دارد. (این ایده ایزاک نیوتن از جرم است، که زیربنای قوانین حرکت معروف او است که در اواخر دهه ۱۶۰۰ بیان شد).

جرم همیشه یکسان خواهد بود، یعنی مقدار ذاتی ماده است و یک ویژگی مهم ماده است که به کمیت و اندازه سیستم مورد مطالعه بستگی دارد و معمولاً با استفاده از ترازو اندازه گیری می شود و با یک استاندارد شناخته شده مقایسه می شود. در سیستم بین المللی واحدها ( (SI جرم بر حسب کیلوگرم بیان می شود.

فرمول جرم چیست

جرم به عنوان یک متغیر در بسیاری از فرمول ها یا قوانین گنجانده شده است و بنابراین با چگالی، حجم، وزن، شتاب، نیرو، سرعت، انرژی و سرعت نور همبستگی دارد. می توان آن را با آگاهی از نیرو، شتاب، وزن و غیره یک جسم محاسبه کرد. برای مثال، قانون دوم حرکت نیوتن، اینرسی یک جسم را توصیف می کند و بیان می کند که نیروی خالص (اندازه گیری شده بر حسب نیوتن) برابر است با ضرب جرم در شتاب، یعنی F=MA . جرم با تغییر موقعیت تغییر نمی کند و با فرمول m=w/g محاسبه می شود و همچنین با تعادل فیزیکی، تعادل الکترونیکی و غیره اندازه گیری می شود.

واحد جرم چیست

واحدهای مختلفی برای محاسبه جرم وجود دارد، مانند کیلوگرم، گرم، پوند و غیره، اما واحد جرم در SI کیلوگرم است. هر واحد جرم را می توان با استفاده از یک فرمول تبدیل مناسب به واحدهای دیگر تبدیل کرد بدون اینکه تأثیری بر معنا و ماهیت کمیت اندازه گیری داشته باشد. جرم با تعیین میزان مقاومت یک ذره یا جسم در برابر تغییر جهت یا سرعت خود هنگام اعمال نیرو اندازه گیری می شود. نیوتن اظهار داشت یک جرم ساکن ثابت می ماند و جرمی که با سرعت ثابت و در جهت ثابت حرکت می کند، آن حالت حرکت را حفظ می کند، مگر اینکه نیروی خارجی بر آن اثر بگذارد

جرم جسم چیست

جرم در فیزیک اساسی ترین ویژگی ماده است و یکی از کمیت های اساسی است که معمولاً بر حسب گرم یا کیلوگرم اندازه گیری می شود. جرم، مقدار ماده را بدون توجه به موقعیت آن در جهان و نیروی گرانشی اعمال شده به آن اندازه می گیرد. جرم یک جسم در هر شرایطی ثابت است. جرم شما روی زمین و ماه یکسان است. وزن شما در ماه حدود یک ششم وزن شما روی زمین است. جرم را می توان به بهترین شکل به عنوان مقدار ماده موجود در هر جسم یا جسم درک کرد. هر چیزی که در اطرافمان می بینیم جرم دارد. به عنوان مثال، یک میز، یک صندلی، تخت شما، یک فوتبال، یک لیوان و حتی هوا دارای جرم هستند.

واحد جرم چیست علوم هفتم

واحد جرم در سیستم SI کیلوگرم است. فرمول جرم را می توان به صورت زیر نوشت: جرم = چگالی × حجم. جرم یک جسم ثابت است. در هر زمان تغییر نمی کند فقط در برخی موارد شدید که مقدار زیادی انرژی به آن داده یا گرفته می شود، جرم ممکن است تحت تاثیر قرار گیرد.

به عنوان مثال، در یک واکنش هسته ای، مقدار کمی از ماده به مقدار زیادی انرژی تبدیل می شود، این باعث کاهش جرم ماده می شود. برای اندازه گیری جرم، باید از تعادل استفاده کنید. در آزمایشگاه، جرم ممکن است با ترازوی پرتو سه گانه یا ترازوی الکترونیکی اندازه گیری شود که برای محاسبه سرعت شتاب گرفتن اشیا زمانی که به آنها نیرو وارد می کنیم، مهم است.

موضوع جرم چیست

به طور کلی، جرم به عنوان اندازه گیری مقدار ماده حاوی یک جسم یا تعداد کل ذرات زیر اتمی (الکترون، پروتون و نوترون) در جسم تعریف می شود. اگر جرم را در نیروی گرانش زمین ضرب کنید وزن به دست می آید بنابراین اگر وزن بدن شما در حال نوسان است، در واقع تعداد اتم‌ها در حال تغییر هستند. درک این نکته مهم است که جرم مستقل از موقعیت شما در فضا است. جرم بدن شما در ماه با جرم آن در زمین برابر است، زیرا تعداد اتم‌ها یکسان است. از سوی دیگر، با دورتر شدن از زمین نیروی گرانشی زمین کاهش می یابد. بنابراین، می توانید با تغییر ارتفاع خود وزن کم کنید، اما جرم شما ثابت می ماند.

تعریف جرم در فیزیک

جرم یک مفهوم اساسی در فیزیک است. درک بسیاری از نیروها و پدیده هایی که جهان ما را شکل می دهند بسیار مهم است. مردم قبلاً جرم و وزن را با یک نام می خواندند، با وجود اینکه از نظر فیزیک کاملاً متفاوت هستند. در ابتدایی ترین سطح خود، وزن نیرویی است که بر اثر گرانش به یک جسم وارد می شود. وقتی به تعریف جرم نگاه می کنیم، می بینیم که اندازه گیری مقدار ماده در یک جسم است. از سوی دیگر، وزن، اندازه ‌گیری نیرویی است که بر اثر گرانش وارد می‌ شود.

گرانش نیرویی است که اجسام را به سمت یکدیگر جذب می کند. این یکی از چهار نیروی اساسی طبیعت است. همچنین مسئول حرکت سیارات، ستارگان و دیگر اجرام آسمانی در کیهان است. قدرت گرانش بین دو جسم به جرم اجسام و فاصله بین آنها بستگی دارد.

تمام اجسام در درون خود ماده دارند و اندازه گیری ماده جرم است. جرم کل سیستم ثابت فرض می شود. این بدان معنی است که جرم بدون توجه به مکان تحت تأثیر قدرت میدان گرانشی قرار نمی گیرد. جرم را نه می توان ایجاد کرد و نه می توان از بین برد. با این حال، می توان آن را از یک شکل به شکل دیگر تغییر داد. به عنوان مثال، جرم واکنش ‌دهنده‌ ها در یک واکنش شیمیایی برابر با جرم محصولاتی است که به این ترتیب تشکیل می‌ شوند.

جرم یک جسم به عنوان اندازه گیری تمام مواد موجود در آن تعریف می شود. جرم هر جسم بر حسب کیلوگرم اندازه گیری می شود. جرم هیچ جسمی با تغییر گرانش تغییر نمی کند. درک تفاوت بین جرم و وزن و نحوه محاسبه آنها در بسیاری از موقعیت های روزمره ضروری است. این موقعیت ها از ساخت و ساز و مهندسی گرفته تا ورزش و تناسب اندام را شامل می شود.