ההבדל בין מסה למשקל

מסה ומשקל שני מושגים אשר נוטים להתבלבל ביניהם. במשפט אחד, ניתן לומר שמסה זה הוא נתון קבוע של גוף המתייחס לכמות החומר שבו בעוד שמשקל זה נתון משתנה ותלוי בגוף עליו נשקלים.

לדוגמה: מסתו של אדם זה מה שהוא מכיל מבחינת עור ועצמות, נתון קבוע שאינו משתנה לפחות למשך זמן מסוים. אם נשקול אותו על כדור הארץ יהיה משקלו כשבעים קילוגרם למשל. אם הוא ישקול את עצמו על הירח בלי שהמסה שלו תשתנה אזי משקלו יהיה כשביעית – כעשרה קילוגרם. הסיבה היא שהמשקל פרופורציונלי לגוף עליו נשקלים. מאחר ומסת הירח (כלומר, כמות החומר שלו) הינה שביעית ממסת כדור הארץ, אזי זה ישפיע פרופורציונלית כאשר נשקלים על שני גרמי שמיים אלה.

הרעיון הנובע מעובדות אלו הוא שכאשר אנו שוקלים את עצמנו אנו מודדים את המסה של הגוף עליו אנו נשקלים.

למושג המסה יש חשיבות גם לכוח אשר גופים מושכים אלו את אלו. כוכב הלכת צדק אשר הינו כוכב הלכת המסיבי ביותר במערכת השמש, ימשוך אליו גופים בכוח של פי כמה וכמה מאשר כוכב הלכת מאדים למשל, שמסתו היא הרבה יותר פחותה מזו של צדק.

לפי החוק השלישי של ניוטון, כל גוף מסיבי מושך אליו גוף מסיבי אחר. אם כך הירח מושך את כדור הארץ, כמו שכדור הארץ מושך אליו את הירח. אך מאחר וכדור הארץ מסתו כפי שבעה ממסת הירח תהיה נקודה משותפת סביבה ינועו שני הגופים, נקודה שתהיה הרבה יותר קרובה לכדור הארץ מאשר לירח.

למסת גופים יש גם השפעה על התנועה בין שני גופים. אילו הנתון היחיד לגבי כוכבי לכת או בכלל כוכבים כמו השמש היה המסה, הרי שהכל היה נצמד אל הכל ולא הייתה תנועה של גרמי שמיים אילו ביחס לאילו. אך לא כך הם פני הדברים, לאלמנט התנועה יש רכיב נוסף וזה ההתמדה – האנרציה אשר גופים קיבלו בשלב מסוים אשר מנחה אותם לנוע באותו כיוון ובאותה מהירות, פרמטרים אשר קיבלו בעת הדחף הראשוני.

תנועת גרם שמימי במסלול ביחס לגרם שמימי אחר זו פשרה בין שני כוחות: הצנטרפוגאלי והצנטרפטאלי. הראשון מושך גוף לגוף אחר, והשני מושך אותו הלאה, מעבר לגוף המושך. פשרה זו היא למשל המסלול של הירח ביחס לכוכב לכת כלשהו.

השמש שאנו שייכים אליה היא הגוף המרכזי במערכת הנקראת על שמה – מערכת השמש. מסתה היא כתשעים ושמונה אחוז ממסת המערכת כולה, הכוללת כוכבי לכת, יריחים, כוכבי שביט ועוד גרמי שמיים קטנים. כל הגופים הללו נמשכים אליה אבל כאמור היא גם נמשכת אל אותם גופים. אבל בגלל מסתה המכריעה בפועל אנו מתייחסים לכך שכל הגופים במערכת השמש נעים סביבה.

על פי אותו עיקרון אנו גם יכולים לטעון כי כדור הארץ מושך אותנו באותה מידה כמו שאנו מושכים אותו. אבל מאחר והמסה שלנו בטלה בשישים מיליון ויותר ביחס למסת כדור הארץ הרי שאנו צמודים אליו בכוח המשיכה שלו בצורה איתנה, ולמרות מהירותו העצומה סביב עצמו כחצי קילומטר לשניה, אין אנו עפים ממנו.

שימוש במסות של גרמי שמיים נעשה בעת תכנון מסע בחלל. כשמשלחים חללית למאדים למשל, לוקחים בחשבון מה שנקרא "חלון הזדמנויות", שמבוסס על מיקום כוכבי לכת בזמן מסוים. שימוש בכוח משיכתם יוצר מצב שבו מנצלים את כוח המשיכה שלהם לצורך חיסכון באנרגיה להנעת החללית וזו היא למעשה "ארוחת חינם אולטימטיבית" שהינה יצירת אנרגיה חינם לתנועה במערכת השמש.

חללית "פיוניר 10" ששולחה לאחר מסעה במערכת השמש אל מחוץ למערכת, לחלל העמוק, השתמשה ביציאתה ממערכת השמש בכוח המשיכה של כוכבי הלכת צדק ושבתאי שהינם המסיביים בכוכבי הלכת במערכת השמש, כדי לקבל תנופה ולהיזרק תוך כדי שימוש בכוח החינם אל מרחבי החלל ושוב יש לציין שזו היא ארוחת חינם לצורך קבלת כוח התמדה, ועוד אומרים "שאין ארוחות חינם..".