Omregn masseenheder

Hvad er masse?

Masse er den fysiske størrelse knyttet til den modstand, et legeme yder mod ændring i bevægelsestilstand, altså inerti. I klassisk mekanik udtrykkes forholdet mellem nettokraften, der virker på et legeme, og den acceleration, den skaber, med F = m·a.

Når samme kraft påvirker to legemer, får det legeme med størst masse mindre acceleration. Derfor beskriver masse ikke kun mængden af stof i dagligdags forstand -- den spiller også en central rolle i bevægelsesligninger.

Masse er en skalar størrelse. Den har ingen retning, og grunddimensionssymbolet i SI-systemet betegnes med bogstavet M.

Forskellen mellem masse og vægt

Masse og vægt er ikke samme fysiske størrelse. Masse er en egenskab ved legemet og udtrykkes i kilogram. Vægt er derimod den kraft, legemet udsættes for i et gravitationsfelt, og måles i newton.

Den forenklede vægtsammenhæng er W = m·g. Her står W for vægtkraften, m for massen og g for den lokale tyngdeacceleration.

Massen af et legeme forbliver næsten den samme på jorden og på manen, men fordi den lokale tyngdeacceleration er forskellig, ændres vægten. Derfor er kilogram i videnskabelig sammenhæng en masseenhed, ikke en vægtenhed.

I dagligdagen udtrykkes vejeresultatet i kilogram, og ordene 'vægt' og 'masse' bruges derfor ofte i flæng. En vægt registrerer i realiteten en kraftpåvirkning, men kalibreres til at vise resultatet i masseenheder.

Hvorfor er kilogram SI-grundenheden for masse?

I Det Internationale Enhedssystem er grundenheden for masse kilogram. Kilogram er den eneste SI-grundenhed, der har et præfiks i sit navn.

Ordet gram spillede historisk en vigtig rolle i de første massedefinitioner i det metriske system. Men da praktiske standarder skulle etableres, blev kilogram den grundlæggende reference.

I dag defineres kilogram ikke ud fra massen af en fysisk metalcylinder, men ud fra en fastsat talværdi for Plancks konstant. Sammenhængen mellem denne definition, Kibble-vægten og elektriske målinger er beskrevet detaljeret på kilogram-informationssiden.

Metriske masseenheder

Metriske masseenheder er bygget op af kilogram, gram og de SI-præfikser, der tilføjes disse. Et gram er 0,001 kilogram, et milligram er 0,001 gram, og et mikrogram er 0,001 milligram.

Til store masser bruges ton. Et metrisk ton svarer nøjagtigt til 1000 kilogram. Symbolet for ton, som er accepteret til brug sammen med SI, er lille t.

Den rette enhed vælges ud fra størrelsen af den masse, der måles. Menneske- og produktmasser kan udtrykkes i kilogram, madindhold i gram, virksomme stoffer i medicin i milligram eller mikrogram, og køretøjslaster i ton.

Forholdet mellem pund, ounce og kilogram

Pund og ounce er masseenheder brugt i de britiske og amerikanske traditionelle målesystemer. Det internationale avoirdupois-pund svarer nøjagtigt til 0,45359237 kilogram.

Et avoirdupois-pund deles i 16 ounce. Dermed svarer en ounce nøjagtigt til 0,028349523125 kilogram, eller 28,349523125 gram.

Pund brugt i masseomregning må ikke forveksles med kraftenheden pound-force. Pund udtrykker masse, mens pound-force udtrykker kraft. I tekniske beregninger må symbolerne lb og lbf ikke blandes sammen.

Hvordan måles masse?

Ved massemåling bruges ligearmet vægt, elektronisk vægt, analysevægt, lastceller og industrielle vejesystemer med forskellig kapacitet.

Sammenlignende vægte sammenligner en ukendt masse med sporbare standardmasser. I elektroniske vægte kan lastceller omdanne den påfølgende kraft til et elektrisk signal.

Ved højpræcisionsmålinger kan faktorer som luftens opdrift, lokal tyngdeacceleration, temperatur, fugtighed, vibration, elektrostatiske effekter og densiteten af standardmassen tages i betragtning.

At massestandarder knyttes til nationale og internationale målesystemer, kaldes metrologisk sporbarhed. Kalibreringskæden gør det muligt at sammenligne målinger udført på forskellige laboratorier og virksomheder.

Forholdet mellem densitet, rumfang og masse

Mellem masse, densitet og rumfang gælder sammenhængen m = ρ·V. Her står m for masse, ρ for densitet og V for rumfang.

To stoffer med samme rumfang kan have forskellig masse afhængigt af densiteten. For eksempel har stål og vand med samme rumfang ikke samme masse.

I SI-systemet er grundenheden for densitet kilogram per kubikmeter. I laboratoriesammenhæng bruges også enheder som gram per kubikcentimeter eller gram per milliliter.

Usikkerhed i massemåling

Enhver reel måling har en vis usikkerhed. At en vægt viser mange cifre på skærmen, betyder ikke, at alle cifrene er kendt med samme nøjagtighed.

Instrumentopløsning, gentagelighed, ikke-linearitet, kalibreringsstandard, miljøforhold og brugermetode kan alle bidrage til usikkerheden i en massemåling.

I videnskabeligt og industrielt arbejde bør måleresultatet vurderes sammen med korrekt enhed, gældende cifre og usikkerhedsinformation.

Hvordan vælges den rette masseenhed?

At vælge en enhed, der passer til størrelsen af det objekt, der måles, gør resultatet mere læsbart. Massen af et menneske kan udtrykkes i kilogram, det virksomme stof i en tablet i milligram, og lasten på en lastbil i ton.

For meget små masser kan SI-præfikserede enheder som mikrogram, nanogram og pikogram bruges. På atom- og molekylskala kan specielle enheder som den forenede atommasseenhed være mere praktiske.

Ved enhedsomregning skal man ikke kun kontrollere den numeriske værdi, men også om den anvendte enhed udtrykker masse eller kraft.