Kütle Nedir? Tanımı ve Birim Dönüşümleri Nelerdir?
Fizikte kütle nedir sorusunun en genel cevabı bir cisimdeki madde miktarıdır. Bir cismin kütlesi ne kadar büyükse cisimdeki madde miktarı o kadar çoktur. m simgesiyle gösterilir. Bir cismin kütle miktarı her yerde her zaman aynıdır, değişmez; Dünya’da, Ay’da ya da uzay boşluğunda aynı kalır. Dünya’da 75 kg olan bir astronot Ay’da da uzayda da 75 kg’dır. Sıcaklıktan ya da basınçtan da etkilenmez, hep sabittir.
Ayrıca sonraki konularda göreceğiniz gibi kütle bir cismin eylemsizliğinin ölçüsüdür. Bir cismi ivmelendirmek yani hızını değiştirmek için gereken kuvvet cismin kütlesine bağlıdır; kütle arttıkça gerekli kuvvet miktarı da artar. Newton’un yasalarına göre uygulanan kuvvetin ivmeye oranı kütle olarak tanımlanır.
Son olarak kütle, doğadaki dört temel kuvvetten biri olan kütle çekimin temel özelliğidir. Fizikteki en önemli kavramlardan biridir, hemen her konuda karşımıza çıkar.
Kütle Birimleri ve Birim Dönüşümleri
Kütle skalerdir yönü yoktur, ayrıca temel bir büyüklüktür. Birimi kilogramdır (kg).
Günlük yaşamımızda karşılaştığımız cisimlerin kütleleri kilogramla ölçmek için çok küçük ya da çok büyük olabilir. Bu yüzden birim dönüşümleri yaparız. Aşağıdaki tablo birim dönüşümlerini özetliyor. Tabloda üslü sayıları kullanıyoruz, çünkü 106 yazmak 1000000 yazmaktan daha kolay. Örneğin, mikrogramı kilograma çevirmek için şöyle bir şey yazmak hem zor hem de hata ihtimalini artırır: 1 μg = 0,000000001 kg. Bunun yerine 1 μg = 10-9 kg yazmak çok daha kullanışlı.
| Birim adı | kg karşılığı | g karşılığı |
|---|---|---|
| Ton | 103 | 106 |
| Kental | 102 | 105 |
| Kilogram (kg) | 1 | 103 |
| Hektogram (hg) | 10-1 | 102 |
| Dekagram (dag) | 10-2 | 101 |
| Gram (g) | 10-3 | 1 |
| Desigram (dg) | 10-4 | 10-1 |
| Santigram (cg) | 10-5 | 10-2 |
| Miligram (mg) | 10-6 | 10-3 |
| Mikrogram (μg) | 10-9 | 10-6 |
Kütle birim dönüşümü örnek soru
Bir ilaç için bir etken maddeden 2 mg gerekiyor. Bu etken madde kaç kg’dir?
Çözüm:
Her ne kadar kütlenin temel birimi kilogram olsa da, kilogram da dahil yukarıdaki tablodaki tüm birimler gram cinsinden verilmiş. Bence tüm sorularda gram cinsinden çalışmalıyız, böylece kafamız karışmaz.
Önce 1 mg kaç gram onu yazalım.
1 \space mg = 10^{-3} \space g1 mg=10−3 g
Sonra 1 g kaç kilogram onu yazalım.
1 \space g = 10^{-3} \space kg1 g=10−3 kg
Şimdi 1 mg yerine 10-3 g yazalım, 1 gram yerine de 10-3 kg yazalım.
1 \space mg = 10^{-3} \space g = 10^{-3} \times 10^{-3} \space kg1 mg=10−3 g=10−3×10−3 kg1 \space mg= 10^{(-3)+(-3)} \space kg = 10^{-3-3} \space kg = 10^{-6} kg1 mg=10(−3)+(−3) kg=10−3−3 kg=10−6kg1 \space mg = 10^{-6} \space kg1 mg=10−6 kg
Bize 2 mg kaç kg diye sorulmuş biz 1 mg’yi bulduk. Tek yapmamız gereken ikiyle çarpmak.
2 \space mg = 2 \times 10^{-6} \space kg2 mg=2×10−6 kg
Kütle nasıl ölçülür?
En sık söylenen eşit kollu terazi ile ölçüldüğüdür. Eşit kollu terazinin bir kefesine ölçmek istediğimiz cisim, diğer kefesine kütlesini bildiğimiz cisimler konulur. Terazi dengeye geldiğinde cismin ölçümü yapmış oluruz.