有一位人士登上一座高山,站上體重磅之後,驚訝地發現自己的體重減輕了。他疑惑地眨了眨眼,無法理解這個現象,難道登上高山就能讓他瞬間變輕嗎?其實這是質量和重量之間的差異,這或許能解開這個謎團。讓我們先來解釋一下質量和重量的不同之處。質量是物體所含有的物質量,它代表了物體內部的物質量度,通常以公斤(kilograms)作為單位。換句話說,質量是一個物體內部的固有屬性,不受環境影響,因此無論身處何地,60公斤的人的質量始終是60公斤。

然而,重量是指物體所受到的重力作用所產生的力量,通常以牛頓(newtons)作為單位。重量取決於物體的質量以及所受到的重力加速度。換句話說,重量是一個與環境有關的概念,它會隨著所處的地方而有所變化。

那麼,為什麼這位登山者在站在高山上之後感到體重減輕呢?在高山上,他所處的位置相對於地球表面更遠離地心,因此所受到的重力加速度會稍微減小。讓我們使用公式來更清楚地解釋這個現象:重量(Weight)= 質量(Mass)× 重力加速度(Gravity)。在地球上,重力加速度約為9.8米/秒²。因此,一個60kg的人在地球上的重量可以計算為60公斤 × 9.8米/秒² ≈ 588牛頓。然而,在高山上,由於重力加速度稍微減小,他的重量也會相應減小。

如果這位探險者有機會登上月球,他將會有更驚人的發現。月球的重力加速度只有地球的約1/6,約為1.6米/秒²。應用相同的公式,這位人在月球上的重量可以計算為60公斤 × 1.6米/秒² ≈ 96牛頓。可以看到,他的重量減輕了,僅為原來的1/6。這是因為月球的重力加速度較小,使得物體受到的引力也相應減小。

在結束這段輕鬆且有趣的探索之後,這位60公斤的登山者對質量和重量的差異有了更深入的理解。他意識到質量是一個固有的屬性,代表物體所含有的物質量,不受環境影響。而重量則是受到重力加速度的影響,會因所處的位置而有所變化,這個小小的驚訝體驗,讓他對物理世界的運作原理有了更深的探求,並激發了他對科學的好奇心。

重量(Weight)= 質量(Mass)× 重力加速度(Gravity)