Vinnige feite
- Op die maan sal ʼn mens ongeveer een sesde van jou gewig op aarde weeg.
- Twee standaardkilogramgewigte word onderskeidelik in Frankryk en die VSA bewaar.
Massa is die hoeveelheid materie in ʼn voorwerp. Dit is dus ʼn kombinasie van die aantal atome, die digtheid van die atome en die soort atome in ʼn voorwerp. Alles wat ons rondom ons sien, het massa: jou lessenaar, ʼn rekenaar, ʼn rugbybal, ʼn koffiebeker en selfs lug. Die hoeveelheid massa van ʼn voorwerp bepaal of die voorwerp lig of swaar is. 1
Waarin word massa gemeet?
Massa kan gemeet word in verskillende eenhede, soos pond, gram en kilogram, maar die standaardeenheid waarin massa gemeet word, is kilogram (kg). Elke eenheid van massa kan omgeskakel word na ander eenhede deur die regte formule te gebruik. Een kilogram is byvoorbeeld gelyk aan 2,20462 pond.
Die formule van massa is: massa = digtheid x volume
Hoe word die standaardgewig van ʼn kilogram bepaal?
Om seker te maak dat die regte gewig aan ʼn kilogram toegeken word, word daar ʼn standaardgewig in Frankryk gebêre. Dit bestaan uit ʼn silinder gemaak van die metaal platinum-iridium, en dit word die Internasionale Prototipekilogram genoem. Dit word by die International Bureau of Weights and Measures in Sèvres, Frankryk bewaar. ʼn Duplikaat van hierdie prototipe word ook by die National Institute of Standards and Technology in die VSA bewaar. 2
Die verskil tussen massa en gewig
Mense verwar dikwels die terme massa en gewig. Dit is twee afsonderlike begrippe wat so hanteer moet word.
Die volgende tabel lig enkele verskille tussen massa en gewig uit:
| Massa | Gewig | |
| Definisie | Die hoeveelheid materie in ʼn voorwerp | Die hoeveelheid krag wat op die massa van ʼn voorwerp uitgeoefen word as gevolg van versnelling wat deur swaartekrag veroorsaak word. |
| Simbool | m | w |
| Formule | digtheid x volume | massa x versnelling |
| Eenheid | kilogram (kg) | Newton (N) |
Massa is ʼn basis- of grondslaghoeveelheid en word dus ʼn trapvormige of skalaarhoeveelheid genoem. Gewig, daarteenoor, is ʼn afgeleide hoeveelheid en het sowel grootte as rigting (na die sentrum van swaartekrag). Gewig word ʼn vektorhoeveelheid genoem. (Swaartekrag is die aantrekkingskrag wat die aarde op ʼn voorwerp uitoefen.) 3
Massa en gewig op verskillende plekke
Omdat gewig deur die aantrekkingskrag van die aarde bepaal word, verskil dit van plek tot plek. Massa bly onder normale omstandighede konstant dieselfde. Wanneer ʼn ruimtetuig van die aarde af die ruimte in gestuur word, weeg dit al hoe minder hoe verder dit van die aarde af beweeg omdat die uitwerking van die aarde se swaartekrag daarop verminder. Die massa van die ruimtetuig bly egter dieselfde. Indien ʼn voorwerp se massa op aarde 5 kg is, sal hierdie voorwerp se massa op die maan of in die ruimte ook 5 kg wees. Die aantrekkingskrag van die maan is een sesde van dié van die aarde vanweë sy kleiner massa, en daarom sal die voorwerp se gewig slegs een sesde van wat dit op aarde is, wees. 4
Om die gewig van ʼn voorwerp te bepaal
Indien die massa van ʼn voorwerp bekend is, is dit moontlik om die gewig daarvan te bepaal. Mens gebruik die formule w = mg. In hierdie formule staan g vir swaartekrag. Op die oppervlak van die aarde is die swaartekrag altyd gelyk aan 9,8 N/kg. Hierdie formule sal dus nie in die ruimte, op die maan of op Mars werk nie. 5
Sir Isaac Newton (1643-1727) se eerste wet
Sir Isaac Newton word as die grondlegger van die klassieke meganika beskou. Hy het die massa van ʼn liggaam regstreeks in verband gebring met die hoeveelheid materie in die liggaam. Volgens hierdie teorie is die massa van ʼn liggaam eweredig aan die digtheid en die volume van die liggaam.
Volgens Newton se eerste wet, sal ʼn liggaam in ʼn toestand van rus of gelykmatige beweging bly, tensy ʼn krag op die liggaam uitgeoefen word om dit te laat versnel of dit te vertraag. ʼn Liggaam is “traag” om op ʼn krag te reageer, en die traagheid is eweredig aan die massa van die liggaam. Die versnelling of vertraging (a) van ʼn voorwerp met ʼn massa (m) is dus eweredig aan die krag (f) wat daarop uitgeoefen word: f = m × a
Die eenheid vir krag is newton (N), en dit word gedefinieer as die krag wat op ʼn massa uitgeoefen moet word om dit een meter per sekonde te laat beweeg: 1 N = 1 kg.m.s
Massa en relatiwiteit
Wanneer ʼn liggaam beweeg, kry dit momentum, en hoe hoër die snelheid van die liggaam, hoe groter die momentum (p): momentum = massa x snelheid (p = mv).
Die massa (m) is dan gelyk aan die momentum (p), gedeel deur die snelheid (v) van die liggaam:
| f – krag
m– massa p – momentum v – snelheid w – gewig |
m = 
As daar dus ʼn verandering in momentum of snelheid plaasvind, kan die massa gevolglik ook verander, en massa is daarom nie ʼn konstante – soos Newton destyds veronderstel het – nie.
Invloed van Einstein op teorieë oor massa
Die teorie wat deur die jare algemeen aanvaar is, is dat die massa van ʼn voorwerp altyd konstant bly ten spyte van hoe die dele waaruit ʼn voorwerp bestaan, hulself rangskik en rondskuif. Maar hierdie teorie het verander toe Albert Einstein sy relatiwiteitsteorie in 1905 bekendgemaak het. Massa is daarna nie meer as onveranderbaar of konstant beskou nie. Daar is vasgestel dat massa veral tydens chemiese en kernreaksies verander omdat uitruiling tussen massa en energie plaasvind.
