In de natuurkunde proberen we de wereld te begrijpen door metingen te doen. Twee van de belangrijkste eigenschappen die we kunnen meten zijn de massa (hoe zwaar iets is) en het volume (hoeveel ruimte iets inneemt). In deze paragraaf bespreken we de verschillende maten waarin deze eigenschappen worden gemeten.
Om de wereld te kunnen beschrijven, is het belangrijk dat we kunnen meten hoe groot voorwerpen zijn. We gebruiken hiervoor de lengte, de oppervlakte en het volume. De lengte meten we meestal in:
De oppervlakte meten we meestal in:
Het volume meten we meestal in:
In de laatste afbeelding zien we dat we volume zowel in kubieke meter als in liters kunnen weergeven. 1 L is bijvoorbeeld exact hetzelfde als 1 dm3. Er geldt dus:
In sommige gevallen kunnen we het volume ook uitrekenen. Het volume van een balk is bijvoorbeeld:
$$ \text{volume} = \text{lengte} \times \text{breedte} \times \text{hoogte} $$Dit korten we meestal af tot:
Volume (V) | kubieke meter (m3) |
Lengte (l) | meter (m) |
Breedte (b) | meter (m) |
Hoogte (h) | meter (m) |
Het volume van de balk in de onderstaande afbeelding is bijvoorbeeld:
$$ V = 5,0 \times 2,0 \times 1,5 = 15 \text{ m}^3 $$Als een voorwerp een ingewikkelde vorm heeft, dan kunnen we het volume vaak niet met een formule bepalen. In dat geval gebruiken we een slim experiment genaamd de onderdompelmethode.
Stel we willen het volume van een steentje bepalen, dan kunnen we het steentje in een maatcilinder met water doen en kijken hoeveel het water stijgt. In het onderstaande voorbeeld is het water bijvoorbeeld gestegen van 15 naar 24 mL. Het water is dus 24 - 15 = 9 mL gestegen en het volume van de steen is dus ook 9 mL.
Om de wereld te kunnen beschrijven, is het ook belangrijk dat we kunnen meten hoe 'zwaar' voorwerpen zijn. Hiervoor wordt het begrip massa gebruikt. De massa meten we meestal in:
Normaal gesproken gebruiken we echter alleen de milligram, de gram en de kilogram:
In het dagelijks leven wordt voor de massa ook wel het woord 'gewicht' gebruikt. Dit is echter onjuist. In het hoofdstuk over kracht zullen we het verschil tussen massa en gewicht toelichten.
Het is belangrijk om het begrip volume en het begrip massa goed uit elkaar te houden. Het volume van een voorwerp beschrijft hoeveel ruimte een voorwerp inneemt. De massa beschrijft hoe zwaar een voorwerp is. In de onderstaande afbeelding wordt het verschil duidelijk. Het stuk piepschuim heeft het grootste volume, omdat het meer ruimte inneemt. De kogel heeft de grootste massa, omdat het zwaarder is.
Massa | kilogram |
Volume | kubieke meter |
... | liter |