30, 6月 2022
科普知识(9)——质量和重量有区别吗?

一般情况下,我们经常把质量与重量混用,没有刻意地去加以区分。比如说我们说一个物体重58kg,往往也就是说它的质量是58kg。

但事实上质量和重量是完全不同的两个物理概念。首先质量是物体惯性的量度,是一种固有的属性。

对于这句话前半句的理解是这样的:物体的质量越大,那它所受到的惯性也就越大。

在上一篇文章中,我们刚刚解释了惯性的内涵。我们知道一个物体,无论它是处在什么样的状态,它都受到惯性力的作用。但是不同质量的物体,所受到的惯性力的大小是不一样的。同样是人,胖的人在公交车突然刹车的时候,所受到的惯性力更大,也就更容易摔倒。当然,胖的人拥有更强的肌肉力量,这就是另外一回事了。

而后半句话是指,质量还具有如下特征,即质量是一个标量,其值不会发生变化。

标量其实就是大小,比如100,200,300,这些都是标量。当然光举这样一个例子 可能难以产生一个更深入的理解,所以要有对比。与标量进行相互对比的其实就是矢量。

矢量的特殊之处就在于它具有方向。“量”这个单词其实代表的是数值,所以有许多人就搞不清楚这个方向是指什么。

我们这边举一个比较简单的例子。比如我们让一个人搬运货物,我们会说请你向前推动这个箱子。向前这个单词实际上就指明了方向。而推动这个箱子是需要耗费力气的,根据这个箱子的重量不同,耗费的力气也是不相同的,这就代表了数值的多少。所以我们把刚刚那一句话进行一个分析,它就代表了一个矢量。

我们之所以要耗费这么长的文字来详细解释矢量的定义,原因就在于重量其实就是一个矢量。

在此之前,我们先回到质量上。刚刚说过了,质量是不会发生变化的。比如一块1kg重的石头,它在上海是1kg,你把它放到火星上还是1kg。你把它拿到手上,这块石头是1kg,放到地上其数值依然是1kg。即使你把它融化了,这块石头还是1kg。这就是质量的特性,我们有的时候也给它取名字,叫做质量守恒定律。

之所以我们会把质量和重量混用,因为它们之间是有着很深的联系的。重量本质上是因为质量而产生的。我们之前学过万有引力,我们知道一块石头放在地球上,它会受到地球的引力作用。这一引力具体的数值大小,就是这块石头的重量。

所以我们说重量是一个矢量,因为它本质上是万有引力,而引力的方向是指向地球的。当然对于我们站在地球上的人而言,引力的方向是垂直向下的。所以,重量的方向也是垂直向下的。

其次,之前一直在强调质量的数值是不会发生变化的。但是重量的数值是会发生变化的。这是因为在不同的星球上,万有引力的大小是不一样的。毕竟万有引力和两个物体的质量相关,而不同行星的质量是不相同的。不同行星上物体的重量也是不一样的。

我们经常听到,物体到了月球上会变轻。这指的并不是物体的质量变少了,而是物体的重量变小了。

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