Một trong những khái niệm vật lý đầu tiên được học tới là khái niệm về trọng lượng và khối lượng. Để hiểu rõ sự khác nhau giữa trọng lượng và khối lượng, chúng ta hãy xem lại định nghĩa của chúng trong sách giáo khoa lớp 6:
Trọng lượng của một vật là cường độ của trọng lực tác dụng lên vật đó. Đơn vị: Newton
Khối lượng của một vật chỉ lượng chất tạo thành vật đó. Đơn vị: kg
Khối lượng thể hiện tính chất của vật nên ở bất kỳ nơi nào trên Trái Đất hay ngoài vũ trụ, khối lượng của 1 vật sẽ không đổi: cũng giống như vị mặn của muối – dù đi đến sa mạc Sahara hay trên núi Everest, ăn muối sẽ đều cho ta cảm giác mặn.
Bạn đang xem: Khối lượng và trọng lượng khác nhau như thế nào
Tuy nhiên, trọng lượng đo độ lớn của trọng lực và vì thế, để biết được trọng lượng của 1 vật, ta cần phải biết cái gì đang tác động trọng lực lên vật đó. Nói 1 cách khác, trọng lượng của 1 vật thay đổi tùy vào độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật đó.
Để thấy rõ hơn sự khác biệt, chúng ta cần biết vật có khối lượng càng lớn thì trọng lực gây ra bởi vật đó sẽ càng lớn. Vì thế nếu chúng ta đem 1 vật từ Trái Đất lên Sao Hỏa, hành tinh có khối lượng chỉ vào khoảng 11% khối lượng của Trái Đất và trọng lực chỉ hơn 1/3 trọng lực của Trái Đất, trọng lượng của vật đó sẽ giảm đi gần 2/3 lần nhưng khối lượng của vật sẽ không thay đổi. Trong hệ mặt trời, Sao Hỏa cũng là nơi mà trọng lượng của chúng ta nhỏ nhất! Thế còn lớn nhất? Đó là sao Thổ – nơi mà trọng lượng của các bạn sẽ gấp đôi so với trên Trái Đất.
Quay trở lại với Trái Đất, nếu trọng lượng và khối lượng đo 2 thứ khác nhau, thế thì trong đời sống hàng ngày, chúng ta đang dùng khái niệm nào? Ví dụ, khi chúng ta nói “tôi nặng 60kg”, chúng ta đang nói về trọng lượng hay khối lượng của chúng ta? Khi chúng ta bước lên bàn cân, các cân đang đo trọng lượng hay khối lượng của chúng ta? Bạn nào tinh ý sẽ nhận ra ngay câu trả lời cho câu hỏi thứ 1 là khối lượng, đơn giản vì kg là đơn vị đo của khối lượng. Tuy nhiên, đối với câu hỏi thứ 2, chúng ta phải cẩn thận hơn 1 tí. Nếu chúng ta dùng loại cân ký thông thường:
Loại cân này đo khối lượng của bạn bằng cách đo trọng lượng của bạn trước rồi dựa vào trọng lực của Trái Đất để chuyển đổi ra khối lượng tương ứng. Vì thế, nếu bạn dùng cân này để cân ký khi ở trên Sao Hỏa, bạn sẽ thấy cân nặng của bạn từ 60kg giảm xuống còn khoảng 20kg!
Nếu bạn dùng loại cân hơi cổ xưa này:
Cân này so sánh khối lượng của 2 vật với nhau nên dù ở trên Sao Hỏa hay Sao Thổ, cân vẫn sẽ cho 1 kết quả chính xác về khối lượng của bạn.
Xem thêm: Attention required!
Dành cho những bạn thích tìm hiểu sâu hơn về trọng lượng của vật trên các hành tinh: ở trang web này, các bạn có thể thí nghiệm về sự thay đồi trọng lượng của mình khi đi từ hành tinh này đến hành tinh khác, thậm chí đến cả các vì sao ngoài hệ mặt trời!
Trọng lượng là gì?
Trọng lượng biểu kiến gọi tắt là trọng lượng, nó là trọng lượng được biểu thị bằng giá trị đo được của cân lò xo hoặc lực kế lò xo (có g=9,8m/s²). Trọng lượng là đặc trưng cho lực nén của một vật lên mặt đất hoặc vật mà vật đó được đặt lên, hay lực căng do vật đó tác dụng lên lò xo của lực kế khi treo vật đó. Chính trọng lượng (không phải trọng lực) khiến cơ thể cảm thấy nặng nề. Trên thực tế, cảm giác về trọng lượng hay ánh sáng là nhận thức lý trí của chúng ta về phản ứng của mặt đất lên cơ thể chúng ta, chứ không phải cảm giác về lực hấp dẫn của trái đất như chúng ta nghĩ. Khi không có điểm tựa, chẳng hạn khi một vật hay một người rơi từ trên cao xuống, khi rơi xuống chúng ta sẽ không cảm thấy trọng lượng, lúc đó chúng ta ở trong trạng thái gọi là không trọng lượng.
Khối lượng là gì?
Khối lượng là một chỉ số về tổng lượng vật chất tạo nên một vật thể. Các đơn vị đo khối lượng được sử dụng phổ biến nhất là miligam (mg), gam (g) hoặc kilôgam (kg). Ký hiệu cho khối lượng được sử dụng trong công thức là m. Giá trị của g theo quy ước chung của chương trình Việt Nam là 9,81m/s2, nhưng giá trị này chung cho hầu hết các nơi trên mặt đất, nhưng trong thực tế giá trị của gia tốc trọng trường thường thay đổi theo độ lớn của trọng trường, vì gia tốc do trọng lực thay đổi, trọng lượng cũng vậy. Ví dụ, một chiếc máy bay của hãng hàng không TKV nặng 5000 kg tại sân bay, khối lượng của nó là 5000 kg và trọng lượng tại sân bay sẽ là 5000 kg x 9,8. Khi máy bay cất cánh ở độ cao 20 km, khối lượng vẫn là 5000 kg - trọng lượng sẽ thay đổi vì gia tốc do trọng trường đã thay đổi (có thể g bây giờ là 9 m/s² nên trọng lượng sẽ là 5000 x 9 = 45000N).
Trọng lượng và khối lượng không chỉ khác nhau về tên gọi mà còn được thể hiện rõ ràng nhất qua khái niệm.
Trọng lượng là độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật đó, nó phụ thuộc vào gia tốc do trọng trường và khối lượng của vật.
Khối lượng của một vật cho biết thuộc tính của vật này nên nó không thay đổi, dù ở Mỹ - Việt hay trong môi trường chân không, dưới đáy đại dương. Ví dụ, khối lượng của nhà du hành trên trái đất là 80 kg, trọng lượng là 800 N, nhưng trên mặt trăng, khối lượng vẫn là 80 kg nhưng trọng lượng chỉ còn 500 N. Trọng lượng có nhiều tính chất khác với khối lượng, nó có thể thay đổi và phụ thuộc vào khối lượng và gia tốc do trọng lực giống như ví dụ máy bay đã thảo luận ở trên. Xét một vật cụ thể, khối lượng là cố định và trọng lượng phụ thuộc vào gia tốc trọng trường và khối lượng của vật.