Gewicht en massa-omrekener

Massa, niet gewicht: een stil onderscheid

Het woord gewicht houdt stand in supermarkten, sportscholen en vrachtbrieven, maar de grootheid die feitelijk wordt gemeten is vrijwel altijd de massa — de hoeveelheid materie in een voorwerp, ongeacht waar het zich in het universum bevindt. Echt gewicht is een kracht, de trek van de zwaartekracht op die massa, en het verandert tussen de aarde, de maan en een snel rijdende lift. Een kilogram bloem blijft een kilogram op het maanoppervlak; het gewicht ervan bedraagt daar ruwweg een zesde van wat een badkamerweegschaal op zeeniveau zou aangeven. De meeste alledaagse eenheden in deze categorie — kilogram, gram, pond, ounce, stone, karaat — kwantificeren massa, ook al staat er nettogewicht op de verpakking.

Van een platina cilinder tot een natuurconstante

130 jaar lang werd de kilogram gedefinieerd door één enkel voorwerp: het Internationale Prototype van de Kilogram, een cilinder van platina-iridium die in een kluis even buiten Parijs onder drie in elkaar geschoven glazen stolpen werd bewaard. De zustercopieën, verdeeld over de nationale metrologie-instituten, dreven in massa langzaam af ten opzichte van het origineel — over een eeuw met tientallen microgram — wat voor een basiseenheid uiterst ongemakkelijk was.

Op 20 mei 2019, de Wereldmetrologiedag, werd de kilogram opnieuw gedefinieerd aan de hand van de constante van Planck, vastgelegd op precies 6,62607015 × 10⁻³⁴ joule-seconde. De cilinder is nu een museumstuk. Oudere eenheden vertellen hun eigen geschiedenis: de grein begon als de massa van één gerstekorrel, het karaat gaat terug op het zaad van de johannesbroodboom waarmee handelaren edelstenen wogen, en de Russische poed (ongeveer 16,38 kg) duikt nog altijd op in kettlebelltraining.

Waarheen de getallen reizen

Apotheken doseren in milligram en microgram; chemici rekenen in atomaire massa-eenheden wanneer ze reacties op moleculaire schaal in evenwicht brengen. Juweliers beprijzen diamanten per karaat (precies 0,2 g) en zilversmeden noemen nog altijd pennyweights. Luchtvaart en zeevaart jongleren met short tons (2.000 lb) in Noord-Amerika, long tons (2.240 lb) in oudere Britse contracten en metrische tonnen (1.000 kg) vrijwel overal elders. Op Japanse stof- en parelmarkten geldt de momme, Chinese markten gebruiken de jin en de liang, en Zuid-Aziatische goudsmeden wegen in tola. In de Amerikaanse werktuigbouwkunde duikt de obscure slug (ongeveer 14,59 kg) op zodra de tweede wet van Newton in pound-force-eenheden wordt opgeschreven.

Waar conversies misgaan

De valkuilen zijn eerder cultureel dan wiskundig van aard. Enkele die het vermelden waard zijn:

• Een Amerikaanse ton is 2.000 pond; een Britse long ton is 2.240 pond; een metrische ton (tonne) is 1.000 kilogram — ongeveer 2.204,6 pond. Drie verschillende dingen die één woord delen.
• De vloeibare ounce meet volume, geen massa, en de Amerikaanse en Britse versies verschillen.
• Een troy ounce (gebruikt voor edelmetalen) is 31,1035 g, zwaarder dan de avoirdupois-ounce van 28,3495 g.
• Kilogramkracht en kilogram zijn in natuurkundige vraagstukken niet uitwisselbaar, ook al vervaagt de luchthavenweegschaal die grens dagelijks.