Omregn masseenheter

Hva er masse?

Masse er den fysiske størrelsen knyttet til motstanden et legeme yter mot endring i bevegelsestilstand, altså treghet. I klassisk mekanikk uttrykkes forholdet mellom nettokraften som virker på et legeme og akselerasjonen den skaper, med F = m·å.

Når samme kraft påvirker to legemer, får det legemet med størst masse mindre akselerasjon. Derfor beskriver ikke masse bare mengden materie i dagligdags forstand -- den spiller også en sentral rolle i bevegelsesligninger.

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

Forskjellen mellom masse og vekt

Masse og vekt er ikke samme fysiske størrelse. Masse er en egenskap ved legemet og uttrykkes i kilogram. Vekt er derimot kraften legemet utsettes for i et gravitasjonsfelt, og måles i newton.

Den forenklede vektsammenhengen er W = m·g. Her står W for vektkraften, m for massen og g for den lokale gravitasjonsakselerasjonen.

Massen til et legeme forblir tilnærmet den samme på jorden og på månen, men fordi den lokale gravitasjonsakselerasjonen er ulik, endres vekten. Derfor er kilogram i vitenskapelig sammenheng en masseenhet, ikke en vektenhet.

I dagligtale uttrykkes veieresultatet i kilogram, og ordene 'vekt' og 'masse' brukes derfor ofte om hverandre. En vekt registrerer i realiteten en kraftpåvirkning, men kalibreres til å vise resultatet i masseenheter.

Hvorfor er kilogram SI-grunnenheten for masse?

I Det internasjonale enhetssystemet er grunnenheten for masse kilogram. Kilogram er den eneste SI-grunnenheten som har et prefiks i navnet sitt.

Ordet gram spilte historisk en viktig rolle i de første massedefinisjonene i det metriske systemet. Men da praktiske standarder skulle etableres, ble kilogram den grunnleggende referansen.

I dag defineres ikke kilogram ut fra massen til en fysisk metallsylinder, men ut fra en fastsatt tallverdi for Plancks konstant. Sammenhengen mellom denne definisjonen, Kibble-vekten og elektriske målinger er beskrevet i detalj på kilogram-informasjonssiden.

Metriske masseenheter

Metriske masseenheter er bygget opp av kilogram, gram og SI-prefiksene som legges til disse. Et gram er 0,001 kilogram, et milligram er 0,001 gram, og et mikrogram er 0,001 milligram.

For store masser brukes tonn. Et metrisk tonn tilsvarer nøyaktig 1000 kilogram. Symbolet for tonn, som er akseptert til bruk sammen med SI, er liten t.

Riktig enhet velges ut fra størrelsen på massen som måles. Menneske- og produktmasser kan uttrykkes i kilogram, matinnhold i gram, virkestoffer i medisiner i milligram eller mikrogram, og kjøretøylaster i tonn.

Forholdet mellom pund, ounce og kilogram

Pund og ounce er masseenheter brukt i de britiske og amerikanske tradisjonelle målesystemene. Det internasjonale avoirdupois-pundet tilsvarer nøyaktig 0,45359237 kilogram.

Et avoirdupois-pund deles i 16 ounce. Dermed tilsvarer en ounce nøyaktig 0,028349523125 kilogram, eller 28,349523125 gram.

Pund brukt i massekonvertering må ikke forveksles med kraftenheten pound-force. Pund uttrykker masse, mens pound-force uttrykker kraft. I tekniske beregninger må symbolene lb og lbf ikke blandes sammen.

Hvordan måles masse?

Ved massemåling brukes likearmet vekt, elektronisk vekt, analysevekt, lastceller og industrielle veiesystemer med ulik kapasitet.

Sammenlignende vekter sammenligner en ukjent masse med sporbare standardmasser. I elektroniske vekter kan lastceller omdanne den påfølgende kraften til et elektrisk signal.

Ved høypresisjonsmålinger kan faktorer som luftens oppdrift, lokal gravitasjonsakselerasjon, temperatur, fuktighet, vibrasjon, elektrostatiske effekter og tettheten til standardmassen tas med i betraktningen.

At massestandarder kobles til nasjonale og internasjonale målesystemer, kalles metrologisk sporbarhet. Kalibreringskjeden gjør det mulig å sammenligne målinger utført ved ulike laboratorier og virksomheter.

Forholdet mellom tetthet, volum og masse

Mellom masse, tetthet og volum gjelder sammenhengen m = ρ·V. Her står m for masse, ρ for tetthet og V for volum.

To stoffer med samme volum kan ha forskjellig masse avhengig av tettheten. For eksempel har stål og vann med samme volum ikke samme masse.

I SI-systemet er grunnenheten for tetthet kilogram per kubikkmeter. I laboratoriesammenheng brukes også enheter som gram per kubikkcentimeter eller gram per milliliter.

Usikkerhet i massemåling

Enhver reell måling har en viss usikkerhet. At en vekt viser mange sifre på skjermen, betyr ikke at alle sifrene er kjent med samme nøyaktighet.

Instrumentoppløsning, repeterbarhet, ikke-linearitet, kalibreringsstandard, miljøforhold og brukermetode kan alle bidra til usikkerheten i en massemåling.

I vitenskapelig og industrielt arbeid bør måleresultatet vurderes sammen med riktig enhet, gjeldende sifre og usikkerhetsinformasjon.

Hvordan velges riktig masseenhet?

Å velge en enhet som passer til størrelsen på objektet som måles, gjør resultatet mer lesbart. Massen til et menneske kan uttrykkes i kilogram, virkestoffet i en tablett i milligram, og lasten til en lastebil i tonn.

For svært små masser kan SI-prefikserte enheter som mikrogram, nanogram og pikogram brukes. På atom- og molekylskala kan spesielle enheter som den forente atommasseenheten være mer praktiske.

Ved enhetsomregning må man ikke bare kontrollere den numeriske verdien, men også om enheten som brukes, uttrykker masse eller kraft.