Khối lượng là gì?

Khối lượng là một tính chất vật lý cơ bản của vật chất, đồng thời cũng là thước đo mức độ quán tính của một vật khi chịu tác động của lực. Khối lượng quyết định mức độ ảnh hưởng của một vật trong trường hấp dẫn, nghĩa là nó ảnh hưởng đến lực hút giữa các vật thể. Trong hệ đo lường quốc tế (SI), đơn vị tiêu chuẩn của khối lượng là kilôgam (kg).

Khối lượng và trọng lượng có giống nhau không?

Mặc dù trong cuộc sống hàng ngày, khối lượng và trọng lượng thường bị nhầm lẫn, nhưng chúng thực chất là hai khái niệm khác nhau.

• Khối lượng là lượng vật chất mà một vật thể có, không thay đổi dù vật đó ở đâu.
• Trọng lượng là lực mà vật thể chịu do tác động của trọng lực, phụ thuộc vào nơi vật thể tồn tại.

Ví dụ, một vật có khối lượng 10 kg sẽ luôn giữ nguyên giá trị này dù nó ở Trái Đất hay Mặt Trăng. Tuy nhiên, trọng lượng của nó sẽ giảm đi nếu đặt trên Mặt Trăng vì lực hấp dẫn ở đây yếu hơn so với Trái Đất.

Khái niệm khối lượng trong vật lý

Trong cơ học cổ điển, khối lượng được hiểu đơn giản là số lượng vật chất có trong một vật thể. Tuy nhiên, khi vật thể chuyển động ở tốc độ rất cao (gần với vận tốc ánh sáng), thuyết tương đối hẹp của Einstein chỉ ra rằng động năng của vật có thể góp phần làm tăng khối lượng của nó. Điều này dẫn đến khối lượng không chỉ là một đại lượng cố định mà còn liên quan đến năng lượng.

Các loại khối lượng trong vật lý

• Khối lượng quán tính – Biểu thị mức độ chống lại sự thay đổi chuyển động của một vật khi có lực tác động, dựa theo định luật Newton (F = ma).
• Khối lượng hấp dẫn chủ động – Đo khả năng của một vật trong việc tạo ra lực hấp dẫn tác động lên vật khác.
• Khối lượng hấp dẫn bị động – Đo mức độ mà một vật bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của vật khác.

Dù có nhiều phương pháp đo khác nhau, các thí nghiệm vật lý đã chỉ ra rằng tất cả các loại khối lượng này đều có giá trị tương đương.

Công thức tính khối lượng và lực hấp dẫn

Khi một vật có khối lượng m, chịu tác động của lực F, gia tốc của nó được tính theo công thức:

a = F / m

Nếu hai vật có khối lượng m₁ và m₂, cách nhau một khoảng r, thì lực hấp dẫn giữa chúng được tính bằng:

F = G * (m₁ * m₂) / r²

Trong đó, G là hằng số hấp dẫn có giá trị xấp xỉ 6,67 × 10⁻¹¹ N·m²/kg².

Bảng đơn vị đo khối lượng

Tấn	Tạ	Yến	Kilogam (kg)	Hectogam (hg)	Decagam (dag)	Gam (g)	Centigam (cg)	Miligam (mg)
1	10	100	1000	10,000	100,000	1,000,000	10,000,000	1,000,000,000

Cách đổi đơn vị khối lượng

Để chuyển đổi giữa các đơn vị đo khối lượng, ta cần nhớ rằng mỗi đơn vị đứng trước lớn hơn đơn vị đứng sau 10 lần. Ví dụ:

• 1 tạ = 10 yến
• 1 yến = 10 kg
• 1 kg = 10 hg

Lưu ý khi chuyển đổi đơn vị khối lượng

Khi đổi đơn vị khối lượng, cần chú ý các đơn vị bậc thang theo hệ số 10 để tránh nhầm lẫn. Đối với các đơn vị không theo hệ SI như pound hay ounce, cần sử dụng hệ số quy đổi cụ thể.

Dụng cụ đo khối lượng

Các dụng cụ phổ biến để đo khối lượng bao gồm:

• Cân đồng hồ
• Cân điện tử
• Cân lò xo
• Cân tiểu ly