มวล (Mass) VS น้ำหนัก (Weight)
มวล (Mass) และ น้ำหนัก (Weight) เป็นค่าที่คนใช้ปะปนกันบ่อยมาก และบ่อยครั้งมันแทนกันไม่ได้
มวล หรือ Mass คือ scalar มีแต่ขนาดไม่มีทิศทาง ค่าจะคงที่เสมอ ไม่ว่าจะวัดจากที่ไหน วัดบนโลกได้มวล 100 kg วัดที่บนตวงจันทร์ ก็จะได้ 100 kg เท่าเดิม ไม่ขึ้นกับสถานที่ที่วัด และหน่วยของมวลในระบบ SI คือ kilogram (kg)
น้ำหนัก หรือ Weight คือ Vector มีทั้งขนาดและทิศทาง ค่าจะไม่คงที่ ขึ้นกับสถานที่ที่ชั่ง น้ำหนักนั้นคือผลคูณของ มวล และ แรงโน้มถ่วง มวลนั้นคงที่ แต่แรงโน้มถ่วงนั้นไม่คงที่ โดยแรงโน้มถ่วงของโลก เราประมาณกันที่ 9.81 m/sec^2
ดังนั้นถ้ามวล 100 kg ชั่งบนโลกจึงได้ 981 N แต่ไปชั่งบนดวงจันทร์อาจจะเหลือเพียง 162 N เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์นั้นน้อยกว่าโลก และหน่วยของน้ำหนักในระบบ SI คือ Newton ( N)
เนื่องจากเราทำงานอยู่บนโลก ซึ่งมีค่าประมาณของแรงโน้มถ่วงนั้นค่อนข้างคงที่ เราจึงใช้ มวล (Mass) และ น้ำหนัก (Weight) ปนกันไปหมด บางครั้งเค้าถามว่ามวลเท่าไร เราอาจจะตอบเป็นหน่วย N ก็มี หรือ ถามว่าน้ำหนักเท่าไร เรากลับตอบเป็นหน่วย kg
อย่างไรก็ดีในทางวิศวกรรม สมการหรือสูตรต่างๆ นั้น แยก มวลและน้ำหนักออกจากกันค่อนข้างชัดเจน ดังนั้นเวลาคำนวณต้อง ใส่ค่ามวลหรือน้ำหนักให้ถูกต้องด้วย ไม่งั้นอาจจะได้ค่าที่ผิดพลาดไปหลายสิบเท่าได้
เนื่องจากบ้านเราไม่ค่อยคุ้นกับระบบ Imperial แต่หลายๆ งานอาจจะต้องเจอระบบชั่งตวงวัดแบบนี้ โดยเฉพาะเมื่อเจ้าของงานเป็นบริษัทอเมริกัน จึงต้องรู้จักหน่วย มวล และ น้ำหนักของระบบนี้ไว้ด้วย
ความเร่ง (Acceleration)
- Metric System : m/sec^2
- Imperial System : ft/sec^2
Earth Gravity
- Metric System : 9.81 m/sec^2
- Imperial System : 32.174 ft/sec^2
มวล (Mass)
- Metric System : kilogram ตัวย่อ kg มวลในหน่วยนี้นั้นคงที่เสมอไม่ว่าจะวัดจากที่ไหน ไม่ขึ้นกับแรงโน้มถ่วง
- Imperial System : นิยามได้ สองแบบ คือ Slug ตัวย่อ slug และ pound-mass (lbm, lb)
โดยนิยามของ slug คือ มวลที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่ง 1 ft/sec^2 เมื่อมีแรง 1 lbf กระทำ
เนื่องจาก 1 lbf คือ 32.174 pound ดังนั้น 1 slug = 32.174 pound = 14.5939 kg แต่ 1 lbf นั้นไม่คงที่ ขึ้นกับแรงโน้มถ่วงบริเวณนั้นๆ ทำให้ 1 slug จึงไม่คงที่ไปด้วย
โดยนิยาม pound-mass (lbm) นั้นคงที่เสมอ โดย 1 lbm = 0.4536 kg ไม่ว่าจะวัดจากที่ไหน ไม่ขึ้นกับแรงโน้มถ่วง
น้ำหนัก (Weight)
- Metric System : Newton ตัวย่อ N นิยามของมันคือ แรงที่ทำให้มวล 1 kg เคลื่อนที่ด้วยความเร่ง 1 m/sec^2 ดังนั้น 1 N = 1 kg-m/sec^2 ทำให้ แรง 1 N นั้นคงที่เสมอ คือ 1 kg-m/sec^2 ไม่ขึ้นกับความเร่ง หรือ สถานที่ที่วัด
- Imperial System : pound-force ตัวย่อ lbf นิยามของมันไม่เหมือน N
โดยนิยามคือ แรงที่ทำให้มวล 1 pound-mass (lbm) เคลื่อนที่ด้วยความเร่ง 32.174 ft/sec^2 ซึ่งคือความเร่งบนโลก ดังนั้น 1 lbf = 32.174 lbm-ft/sec^2 หรือ 32.174 pound (lb) ทำให้ แรง 1 lbf นั้นไม่คงที่ ขึ้นกับความเร่ง หรือ สถานที่ที่วัด ถ้าไปวัดที่บนดวงจันทร์ แรง 1 lbf จะมีค่าลดลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์ต่ำกว่าโลก
โดย pound-force (lbf) ยังสามารถนิยามในรูปแบบของ slug ได้อีกด้วย โดย 1 lbf = 1 slug * 1 ft/sec^2 = 1 slug-ft/sec^2
เนื่องจากเวลาใช้ระบบ Imperial นั้นจะไม่มีใครแยก มวล กับ น้ำหนัก ออกจากกันเลย บอกมาเป็น pound-mass หรือ pound หมด แต่เวลาเอามาคำนวณจะต้องเปลี่ยนให้มันเป็น Mass, Weight หรือ Force ให้ถูกต้อง โดยเฉพาะเมื่อใช้โปรแกรมคำนวณ ต้องเช็คให้ดีว่ามันคำนวณอยู่บนหน่วยอะไร
เช่น เวลาวิเคราะห์ด้าน Dynamic ของโครงสร้าง มวลของโครงสร้างในหน่วย Imperial จะต้องแทน เป็น slug แทนที่จะเป็น lb
เมื่อให้มาเป็น pound-mass (lbm) หรือ pound (lb) สำหรับการคำนวณในหน่วย Imperial System
มวล คือ slug ให้นำหน่วย pound (lb) ที่ต้องการมาหารด้วย Earth Gravity ซึ่งเท่ากับ 32.174 ft/sec^2 จะได้ออกมาเป็น slug
แรง คือ pound-force (lbf) ให้นำหน่วย pound (lb) มาแปลงเป็น slug ก่อน จากจากนั้นคูณด้วย 1 ft/sec^2 จะได้ออกมาเป็น pound-force (lbf) ซึ่งมัน lbf มันจะเท่ากับ slug ทันที แต่ปกติเวลาบอกหน่วยแรงจะไม่บอกเป็น slug แต่จะบอกเป็น lb แทน ดังนั้นต้องเอา 32.174 lb ไปคูณที่ slug ก็จะได้ออกมาเป็นหน่วย lb เหมือนเดิม
1 lbf = 1 slug * 1 ft/sec^2 = 1 * 32.174 lb * 1 ft/sec^2
2 lbf = 2 slug * 1 ft/sec^2 = 2 * 32.174 lb * 1 ft/sec^2
3 lbf = 3 slug * 1 ft/sec^2 = 3 * 32.174 lb * 1 ft/sec^2
เมื่อ 1 slug = 32.174 pound = 14.5939 kg
ปล.
ผมพิมพ์เอง ผมยังงง เลย หน่วย Imperial นี่เป็นหน่วยที่ไม่น่าใช้ที่สุดแล้ว ยังเหลือไม่กี่ประเทศที่ยังใช้กันอยู่ โดยเฉพาะ อเมริกา ซึ่งก็ไม่รู้ทำไมไม่เลิกใช้สักที
- 4
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
