สารบัญ
น้ำหนักมีบทบาทอย่างต่อเนื่องในชีวิตประจำวันของเรา—พบได้บนฉลากอาหาร เครื่องออกกำลังกาย การเช็คอินเที่ยวบิน และแผนภูมิทางการแพทย์ แม้จะคุ้นเคยกันดี แต่เรามักมองข้ามความสำคัญอย่างเต็มที่ของน้ำหนัก
บางทีคุณอาจมาต้องการแปลงหน่วยปอนด์เป็นกิโลกรัม หรือต้องการคำตอบอย่างรวดเร็วผ่าน ตารางแปลงน้ำหนัก แต่เรื่องน้ำหนักนั้นมากกว่าตัวเลขธรรมดา มันคือแนวคิดที่มาจากฟิสิกส์ ใช้ในด้านสุขภาพ และถูกกำหนดโดยแรงโน้มถ่วง ไม่ว่าคุณจะศึกษาเพียงความสงสัยหรือความจำเป็น ไกด์นี้จะช่วยให้คุณเข้าใจว่าน้ำหนักมีความสำคัญอย่างไรในระดับทางวิทยาศาสตร์ ส่วนตัว และการใช้งานจริง
น้ำหนักคืออะไร?
ในบทสนทนาในชีวิตประจำวัน เรามักใช้คำว่า "น้ำหนัก" และ "มวล" สลับกันไปมา โดยคิดว่าหมายถึงสิ่งเดียวกัน เช่น ประโยค "ฉันหนัก 70 กิโลกรัม" ฟังดูธรรมดา แต่ทางวิทยาศาสตร์แล้วไม่ถูกต้อง สิ่งที่แท้จริงที่หมายถึงคือ "มวลของฉันคือ 70 กิโลกรัม" แม้จะใช้คล้ายกันในภาษาพูด แต่สองคำนี้มีความหมายต่างกันอย่างมากในวิทยาศาสตร์
มวล คือการวัดปริมาณ สสาร ที่วัตถุหนึ่ง ๆ มี มวลจะถูกแสดงเป็นหน่วย กิโลกรัม (kg) และไม่เปลี่ยนแปลงไม่ว่าวัตถุนั้นจะอยู่บนโลก ดาวอังคาร หรือในอวกาศ¹
น้ำหนัก มีความหมายต่างออกไป เป็น แรง โดยเฉพาะแรง แรงโน้มถ่วง ที่ดึงมวลดังกล่าว ซึ่งคำนวณได้จากสูตรนี้:
น้ำหนัก (W) = มวล (m) × ความเร่งจากแรงโน้มถ่วง (g)
บนโลก ความเร่งจากแรงโน้มถ่วงมีค่าโดยประมาณ 9.81 เมตรต่อวินาทียกกำลังสอง (m/s²) ดังนั้น บุคคลที่มีมวล 70 กก. จะมีน้ำหนักประมาณ 686.7 นิวตัน (N) ไม่ใช่ 70 กิโลกรัม²
ความแตกต่างนี้เห็นได้ชัดในสภาพแวดล้อมแรงโน้มถ่วงต่างกัน เช่น บน ดวงจันทร์ แรงโน้มถ่วงอยู่ที่ประมาณ หนึ่งในหก ของโลก มวลของบุคคลนั้นยังคงเป็น 70 กก. แต่ น้ำหนักจะลดลงเหลือประมาณ 114.5 นิวตัน นี่คือเหตุผลที่นักบินอวกาศดูเหมือน ลอยหรือกระโดดได้ — มวลของพวกเขา ไม่เปลี่ยนแปลง แต่ น้ำหนักเปลี่ยนไปอย่างชัดเจน³
ในสาขาวิชาทางเทคนิค เช่น ฟิสิกส์ วิศวกรรม แพทยศาสตร์ และ อวกาศ การแยกแยะระหว่างมวลและน้ำหนักมีความสำคัญมาก ความสับสนของสองค่าบางครั้งนำไปสู่ ความผิดพลาดที่ร้ายแรง—อย่างเช่นความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในการปฏิบัติการยาน Mars Climate Orbiter ของ NASA⁴
ถ้าคุณอยู่บนดาวอังคาร คุณจะหนักเท่าไร? มุมมองจักรวาลเกี่ยวกับน้ำหนัก
หากคุณเคยสงสัยว่า น้ำหนักของคุณจะเป็นอย่างไรบนดาวเคราะห์อื่น คุณไม่ได้อยู่คนเดียว นี่เป็นหนึ่งใน คำถามที่น่าสนใจที่สุด ที่คนถามหลังพบว่าน้ำหนักขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง ในขณะที่ มวลของคุณคงที่ ไม่ว่าเดินทางไปที่ใด น้ำหนักสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมาก ขึ้นอยู่กับ แรงโน้มถ่วงของดาวนั้น ใต้เท้าของคุณ
ยกตัวอย่างเช่น ดาวอังคาร ซึ่งมักถูกเรียกว่า น้องชายของโลก แรงโน้มถ่วงบนดาวอังคารอยู่ที่ประมาณ 38% ของแรงโน้มถ่วงโลก หากคุณมีน้ำหนัก 150 ปอนด์บนโลก คุณจะมีน้ำหนักเพียงประมาณ 57 ปอนด์บนดาวอังคาร ร่างกายเดียวกัน กล้ามเนื้อเดียวกัน—แต่แรงโน้มถ่วงที่กระทำกับคุณเบากว่า
|
ดาวเคราะห์ |
แรงโน้มถ่วง (m/s²) |
เปอร์เซ็นต์ของแรงโน้มถ่วงโลก |
น้ำหนัก (โลก = 150 ปอนด์) |
|
โลก |
9.81 |
100% |
150 ปอนด์ |
|
ดวงจันทร์ |
1.62 |
16.5% |
~25 ปอนด์ |
|
ดาวอังคาร |
3.71 |
38% |
~57 ปอนด์ |
|
ดาวพฤหัสบดี |
24.79 |
252% |
~378 ปอนด์ |
|
ดาวพลูโต |
0.62 |
6.3% |
~9.5 ปอนด์ |
นี่ไม่ใช่เพียงแต่ เรื่องสนุกเล็กๆ ในงานเลี้ยง (แม้จะเป็นอย่างนั้นได้จริง) องค์กรด้านอวกาศพึ่งพาการคำนวณอย่างละเอียดนี้เมื่อสร้างอุปกรณ์ ชุดอวกาศ และเครื่องมือเฉพาะทาง ลองจินตนาการ—ลองเดินในชุดอุปกรณ์ที่มีน้ำหนักแบบโลกบนดาวพฤหัสบดี คุณอาจก้าวเดินไม่ก้าวแรกเลย
ร่างกายของคุณ ยังคงเท่าเดิม แต่สภาพแวดล้อม ไม่เหมือนเดิม นั่นคือความงามของน้ำหนัก—มันเป็นการวัดที่ขึ้นอยู่กับบริบท แสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างมวลของคุณกับแรงโน้มถ่วงไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ใด แน่นอนว่าเครื่องมือแปลงน้ำหนักบนโลกช่วยให้คุณเปลี่ยนหน่วยปอนด์และกิโลกรัมได้ง่าย แต่เครื่องมือคำนวณน้ำหนักในอวกาศ? นั่นแสดงให้เห็นว่าจักรวาลเปลี่ยนประสบการณ์ของคุณได้มากแค่ไหน
💡 อยากรู้สึกน้ำหนักเบาขึ้นทันที—ไม่ต้องออกกำลังกายหรือควบคุมอาหาร? แค่ขึ้นยานอวกาศไปยัง ดวงจันทร์⁵
น้ำหนักในร่างกายมนุษย์
เมื่อคุณ ขึ้นชั่งน้ำหนัก และเห็นตัวเลข มันบอกอะไรกับคุณกันแน่?
ในครั้งแรกคำตอบดูเหมือนชัดเจน—youวัด น้ำหนัก แต่ถ้าดูให้ลึกขึ้น ตัวเลขนี้แทนค่าได้มากกว่าการแค่บอกว่าคุณมีอยู่ในโลกนี้ มันสะท้อนถึงสิ่งที่ร่างกายคุณประกอบด้วยทั้งหมด: กล้ามเนื้อ ไขมัน กระดูก อวัยวะ ของเหลว และแม้กระทั่งมื้ออาหารล่าสุด ค่านี้คือแรงโน้มถ่วงที่กระทำกับมวลร่างกาย แต่ในทางชีวภาพมันซับซ้อนกว่านั้นมาก
ผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพ เข้าใจเรื่องนี้ดี ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมน้ำหนักร่างกายจึงเป็นแค่จุดเริ่มต้น ไม่ใช่ภาพรวมทั้งหมด นักกีฬาที่ฟิตเปรี๊ยะและบุคคลที่ใช้ชีวิตนั่งมากอาจมีน้ำหนักเท่ากัน แต่การประกอบร่างกายและสุขภาพโดยรวมของพวกเขาแตกต่างกันอย่างมาก เครื่องมืออย่าง เครื่องมือคำนวณ BMI เครื่องมือคำนวณเปอร์เซ็นต์ไขมันในร่างกาย และ เครื่องมือคำนวณมวลร่างกายส่วนที่ไม่ใช่ไขมัน (Lean Body Mass - LBM) เป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยแปลงตัวเลขนั้นให้มีความหมายในโลกจริง⁶
ตัวอย่างเช่น คนที่มีดัชนีมวลกาย (BMI) ในเกณฑ์ ปกติ อาจยังมี ไขมันในช่องท้องสูง—ซึ่งเป็นไขมันอันตรายที่ห่อรอบอวัยวะและเพิ่มความเสี่ยงโรคหัวใจ เบาหวาน และการอักเสบ⁷ ขณะเดียวกันน้ำหนักที่มากกว่าค่าเฉลี่ยอาจเป็นสัญญาณของสุขภาพที่ดีหากบุคคลนั้นมีกล้ามเนื้อเทียบกับไขมันในสัดส่วนที่สูง เครื่องชั่งน้ำหนักไม่สามารถบอกเรื่องราวทั้งหมดได้—แต่คุณควรเข้าใจความแตกต่างนี้
น้ำหนักยังมีบทบาทสำคัญในทางการแพทย์ ขนาดยา—โดยเฉพาะในเด็ก การวางยาสลบ หรือการทำเคมีบำบัด มักขึ้นอยู่กับน้ำหนักตัว ในโรงพยาบาล การคำนวณผิดเพียงเล็กน้อยอาจนำไปสู่ แนวทางการรักษาที่ผิดพลาด⁸ ดังนั้นการวัดน้ำหนักอย่างแม่นยำและเข้าใจความหมายจึงเป็นเรื่องของความถูกต้อง ไม่ใช่รูปลักษณ์ภายนอก
ตารางแปลงน้ำหนัก (สำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน)
บางครั้งคุณต้องการวิธีแปลงน้ำหนักที่รวดเร็วและเชื่อถือได้—ไม่ว่าคุณจะทำอาหาร วางแผนเดินทาง ศึกษา หรือต้องการถอดรหัสฉลากสินค้าในต่างประเทศ นี่คือจุดที่ตารางแปลงน้ำหนักที่จัดเรียงอย่างดีมีประโยชน์อย่างมาก ไม่ต้องคิดเลขในหัว ไม่มีข้อผิดพลาด แค่แปลงหน่วยระหว่างหน่วยน้ำหนักที่ใช้บ่อยได้อย่างถูกต้องและง่ายดาย
ตารางด้านล่างนี้แสดงการแปลงง่าย ๆ ระหว่างกิโลกรัม กรัม ปอนด์ ออนซ์ และสโตน ครอบคลุมระบบเมตริกและอังกฤษ เป็นการอ้างอิงที่เหมาะสำหรับทุกงาน ตั้งแต่การใช้งานประจำวันจนถึงการศึกษา และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับนักเรียน นักเดินทาง และผู้เชี่ยวชาญ
| หน่วย (สัญลักษณ์) | เทียบเท่ากับ 1 กิโลกรัม |
|---|---|
| ตันเมตริก (t) | 0.001 t |
| กิโลกรัม (kg) | 1 kg |
| เฮกโตกรัม (hg) | 10 hg |
| เดกะกรัม (dag) | 100 dag |
| กรัม (g) | 1,000 g |
| เดซิกรัม (dg) | 10,000 dg |
| เซนติกรัม (cg) | 100,000 cg |
| มิลลิกรัม (mg) | 1,000,000 mg |
| ไมโครกรัม (µg) | 1,000,000,000 µg |
| นาโนกรัม (ng) | 1,000,000,000,000 ng |
หน่วยระบบมาตรฐานของสหรัฐฯ และอังกฤษ
| หน่วย (สัญลักษณ์) | เทียบเท่ากับ 1 กิโลกรัม |
|---|---|
| ออนซ์ (oz) | 35.27396 oz |
| ปอนด์ (lb) | 2.20462 lb |
| สโตน (st) | 0.15747 st |
| ฮันเดรดเวท (US) (cwt US) | 0.02205 cwt |
| ฮันเดรดเวท (UK) (cwt UK) | 0.01968 cwt |
| ตัน (US) (ton US) | 0.001102 ton |
| ตัน (UK) (ton UK) | 0.0009842 ton |
หน่วยทางวิทยาศาสตร์และเฉพาะทาง
| หน่วย (สัญลักษณ์) | เทียบเท่ากับ 1 กิโลกรัม |
|---|---|
| สลัก (slug) | 0.06852 slug |
| มวลแพลงก์ (mₚ) | 4.59 × 10⁷ mₚ |
| หน่วยมวลอะตอม (u) | 6.022 × 10²⁶ u |
| กะรัต (ct) | 5,000 ct |
| เกรน (gr) | 15,432.36 gr |
ดูหัวข้อ การแปลงหน่วย สำหรับเครื่องมือแปลงอัตโนมัติที่รวดเร็วและง่ายดายมากขึ้น
เมื่อแรงโน้มถ่วงกลายเป็นจุดศูนย์กลางบนดวงจันทร์
หนึ่งใน การทดลองฟิสิกส์ที่น่าจดจำที่สุด ไม่ได้เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการหรือห้องเรียน แต่เกิดขึ้นบน ดวงจันทร์
ในปี 1971 ระหว่างภารกิจ อะพอลโล 15 นักบินอวกาศ เดวิด สก็อตต์ ทำการทดลองง่าย ๆ ที่ชาญฉลาด ขณะที่ยืนอยู่บน พื้นผิวดวงจันทร์ เขาถือ ค้อน ในมือข้างหนึ่งและ ขนนก อีกข้างหนึ่ง จากนั้นปล่อยให้ตกพร้อมกัน ต่างจากโลกที่มีอากาศต้านแรงวัตถุที่มีน้ำหนักเบา ดวงจันทร์ไม่มีบรรยากาศ ดังนั้นทั้งค้อนและขนนกจึงตกถึงพื้นพร้อมกัน⁹
ช่วงเวลานั้นมีพลังทางสายตาและความหมายทางวิทยาศาสตร์อย่างลึกซึ้ง แสดงให้เห็นความจริงที่หลายคนยังประหลาดใจว่า: ในสุญญากาศ ทุกสิ่งตกด้วยอัตราเดียวกัน ไม่ว่าจะมีมวลเท่าใด แรงโน้มถ่วง ทำงานเท่าเทียมกับวัตถุทั้งหมดเมื่อไม่มีอากาศเป็นปัจจัย บนโลกเราอาจสับสนระหว่างมวลและน้ำหนัก แต่การทดลองบนดวงจันทร์ทำให้ความแตกต่างนี้ชัดเจนว่าน้ำหนักคือมวลที่ได้รับผลจากแรงโน้มถ่วง เปลี่ยนแรงโน้มถ่วง น้ำหนักก็เปลี่ยนไป แต่มวลยังคงเดิม
นี่คือ ฟิสิกส์ที่มีชีวิตชีวา—ในอวกาศ—และทำให้เราเปลี่ยนความเข้าใจเกี่ยวกับความหมายที่แท้จริงของ น้ำหนัก
¹ สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST). มวลและน้ำหนัก.
² ศูนย์วิจัยนาซาเกล็นน์. น้ำหนักกับมวล.
³ นาซา. แรงโน้มถ่วงบนดวงจันทร์.
⁴ นาซา. ความสับสนของหน่วยวัดส่งผลให้ยาน Mars Climate Orbiter หายสาบสูญ.
⁵ นาซา. ข้อมูลดาวอังคาร.
⁶ สถาบันแห่งชาติว่าด้วยโรคเบาหวานและระบบย่อยอาหารและโรคไต (NIDDK). ความเสี่ยงทางสุขภาพจากน้ำหนักเกิน.
⁷ เมโยคลินิก. ความจริงเกี่ยวกับไขมันหน้าท้อง: ไขมันในช่องท้องและผลกระทบต่อสุขภาพ.
⁸ ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC). การวัดน้ำหนักอย่างแม่นยำ.
⁹ นาซา. การทดลองปล่อยค้อนกับขนนกอะพอลโล 15.
นี่คือเครื่องมือยอดนิยมที่คุณอาจสนใจค้นหา:
