Kütle bizim için özellikle fizik ve kimya başta olmak üzere doğa bilimlerinde çok önemli bir kavramdır. Bu yazda kütle kavramı üzerinde duracağız. Kütlenin tanımı, birimi, özellikleri, kütle nasıl ölçülür, kütle ve ağırlık arasındaki fark gibi konular üzerinde duracağız.

Kütle temel bir büyüklüktür. Uluslararası sistemdeki (SI) standart kütle birimi kilogram (kg) ‘dır. İngilizcede “mass” kelimesi ile karşılık bulur. Bu nedenle m harfi ile gösterilmektedir.

Kütle Nasıl Ölçülür?

Kütle, bir kuvvet uygulandığında o kuvvete karşı gösterdiği direncin miktarıyla ölçülür. Bunu sağlayan sistem pratikte eşit kollu terazidir. Eşit kollu terazi kıyaslama yöntemiyle kütlenin ölçülmesini sağlar.

Büyük fizikçi Isaac Newton dışarıdan bir kuvvet uygulanmadıkça kütlenin duruyorsa durmaya devam edeceği, hareket ediyorsa hareketini koruyacağını söylemiştir. Bu durumu da mekaniğin en önemli formüllerinden biri ola f = m.a formülüyle ifade etmiştir.

Normalde bütün birimler temel birimlerle ifade edilirken kütle için gram değil de 1000 gram manasına gelen kilogram birim olarak seçilmiştir. Bunun nedeni günlük hayatta kilogramın daha kolay kullanılabilmesidir.

Kütle ve Ağırlık Arasındaki Fark

Kütle ve ağırlık arasındaki fark anlaşılırsa bu iki kavram da anlaşılmış olur. Günlük dilde biz kütleyi ağırlık yerine kullanırız. Bu durum sadece Türkiye’de değil başka toplumlarda da böyledir. Ancak bilimsel olarak kütle ve ağırlık farklı kavramlardır.

Kütle madde miktarı olduğu için her yerde aynıdır. Ancak ağırlık yer çekimi ivmesi etkisine giren cismin oluşturduğu kuvvettir. Bu nedenle yer çekiminin farklı olduğu yerlerde ağrılık da farklı değerler alır.

Ağırlığı aslında kütle birimi olan kilogram ile ifade etmemek gerekir. Ancak yaşadığımız gezegende yer çekimi yaklaşık olarak her yerde aynı olduğu için bu sorun oluşturmamaktadır.

Dünyada yer çekimi ivmesi ortalama olarak 9.81 m/s² şeklindedir. Bunu 10 şeklinde yuvarlarsak 70 kg kütleye sahip bir insanın Dünyadaki ağırlığı 70 Newton kadar çıkar. Newton bir kuvvet birimidir. Ağırlık da bir kuvvet çeşididir.

Ancak 70 kg kütledeki bir insanı başka bir gezegene götürürsek kütlesi değişmediği halde ağırlığı değişecektir. Çünkü başka bir gezegende yer çekimi farklı olacaktır.

Dünyamızda kutuplar ve ekvatoral bölge arasında da az da olsa bir yerçekimi ivmesi farkı vardır. Bu nedenle aynı kütleyi bu iki alanda ölçersek çıkan ağırlık birbirinden biraz daha farklı olur.

Diğer Kütle Birimleri

SI birim sistemine göre kütlenin temel birimi 1000 gram manasına gelen kilogramdır. Anca düşük ve yüksek kilogramları başka birimlerle ifade ederiz.

Yukarıda en çok kullanılan kütle birimleri verilmiştir. Kilogram ile gram arasında 10³ değerinde bir fark olduğuna dikkat etmeliyiz.

Kütle hakkında daha birçok şey söylenebilir. Ancak bütün bunları diğer konular içerisinde zaman içerisinde görebilirsiniz. Kütlenin ne olduğunu anlamak bizim ilk amacımızdır.

Örnek Soru

Şimdi bir tane örnekle kütle tanımı üzerinde duralım.

Soru: Kütle ile ilgili aşağıdaki öncüllerden hangileri doğrudur?

I. Kütle bir maddenin içerdiği atomların çekirdeğinde yer alan parçacık sayısı ile doğru orantılıdır.

II. Kütlenin birimi SI birim sistemine göre gramdır.

III. Dünya ve Ay’da bir cismin kütlesi yerçekimine bağlı olarak değişiklik gösterir.

IV. Kütle ve ağırlık farklı kavramdır.

A) I ve II

B) II ve III

C) I ve IV

D) III ve IV

E) I, II, III ve IV

Çözüm: Öncülleri tek tek değerlendirelim.

Birinci öncül doğrudur. Kütle madde miktarı yani parçacık adedi sayısı ile doğru orantılıdır. Ne kadar proton nötron ve elektron olursa kütle o kadar artar.

İkinci öncül yanlıştır. Çünkü SI sisteminde kütlenin birimi gram değil kilogramdır.

Üçüncü öncül yanlıştır. Kütle gezegenden gezegene farklılık göstermez.

Dördüncü öncül elbette doğrudur. Kütle ve ağırlık farklı kavramlardır. Buna göre cevap C seçeneği yani I ve IV olacaktır.