牛頓運動定律與力

質量(mass)

質量是物體裡「東西」的多寡,也就是它含有多少物質。它決定了物體有多難被加速,也決定了在重力作用下物體有多重。一塊磚的質量比一根羽毛大。它回答的日常問題就是:這裡有多少東西?

質量是一個純量(scalar,只有一個帶單位的數字,沒有方向),在國際單位制中以公斤(kg)為單位。它扮演兩個角色:作為慣性質量,它在牛頓第二定律 a = F_net / m 中衡量抗拒加速的程度;作為重力質量,它決定重力拉扯的強度,給出重量 W = m g。實驗顯示這兩種質量相等。關鍵是,質量不會隨地點改變:在地球上是 2 kg,在月球或深太空中也是 2 kg。

質量常與重量混淆。重量是重力對質量施加的力,會隨地點改變;你在月球上的重量大約只有地球上的六分之一。但你的質量,也就是物質的多寡,維持不變。公斤衡量質量;牛頓衡量重量。

一包 2 kg 的砂糖,在任何地方質量都是 2 kg。在地球上它重約 20 N;在月球上只重約 3 N,但它仍然是 2 kg 的砂糖。

質量保持不變;只有重量會隨重力改變。

質量與重量是不同的物理量,單位也不同(kg 相對於 N)。浴室體重計是依地球重力校準的,所以它之所以能讀出質量,只是因為這裡的 g 大致固定。

又稱
minertial mass