Masa este una dintre cele mai importante cantități fizice. Inițial (sec XVII-XIX), ea a caracterizat „cantitatea de substanță“ în obiectul fizic, din care, în conformitate cu ideile dependente ca abilitatea de a se opune de a rezista forței aplicate (inerție) și proprietățile gravitaționale timpul - greutate. În fizica modernă conceptul de "cantitate de materie" are un înțeles diferit. și în masă să înțeleagă două proprietăți diferite ale unui obiect fizic:
- Masa gravitationala arată forța cu care corpul interacționează cu câmpurile gravitaționale externe (masa gravitațională pasivă) și un câmp gravitațional creează acest lucru foarte corp (masa gravitațională activă) - această masă apare în legea gravitației universale.
- Masa inerțială, care caracterizează măsura inerției corpurilor și apare în a doua lege a lui Newton. Dacă o forță arbitrară într-un cadru de referință inerțial accelerează în mod egal diferite corpuri, aceste corpuri au aceeași masă inertă.
Teoretic, masele gravitaționale și inerțiale sunt egale, astfel încât, în majoritatea cazurilor, pur și simplu vorbesc despre masă, fără a preciza care dintre acestea sunt intenționate.
Masa corpului nu depinde de ce forțe externe și de ce moment acționează acest corp.
Studiul unității conceptului de masă
După cum sa stabilit experimental, aceste două mase sunt proporționale unul cu celălalt. Acesta nu a relevat abateri de la această lege, astfel încât noi măsurători pentru unitățile de masă inerțiale nu intră (o unitate de măsură a masei gravitaționale), iar coeficientul de proporționalitate este considerat egal cu unul care ne permite să vorbim despre egalitatea masei gravitaționale și inerțiale.
Putem spune că prima verificare a proporționalității celor două tipuri de masă a fost efectuată de Galileo Galilei. care a deschis universalitatea căderii libere. Conform experimentelor lui Galileo privind observarea căderii libere a corpurilor, toate corpurile, indiferent de masa și materialul lor, cad cu aceeași accelerare a căderii libere. Acum, aceste experimente pot fi interpretate după cum urmează: creșterea forței. acționând pe un corp mai masiv din câmpul gravitațional al Pământului, este complet compensată de o creștere a proprietăților sale inerte. În consecință, masa gravitațională este proporțională cu masa inerțială [1]
Egalitatea maselor inerțiale și gravitaționale a fost observată și de Newton. el a demonstrat, de asemenea, pentru prima dată că nu diferă cu mai mult de 0,1% (cu alte cuvinte, acestea sunt egale cu 10-3). Până în prezent, această ecuație a fost testată experimental cu un grad foarte ridicat de precizie (3 × 10-13).
De fapt, egalitatea de masă gravitațională și inerțială a fost formulată de Einstein ca principiul de echivalență slab - parte a principiilor de echivalență care stau la baza teoriei generale a relativității. Există, de asemenea, un principiu puternic de echivalență - potrivit căruia o teorie specială a relativității este efectuată local într-un sistem care se încadrează în mod liber. A fost testat până acum cu mult mai puțină precizie.
În mecanica clasică, masa este o cantitate aditivă (masa sistemului este egală cu suma masei corpurilor sale constitutive) și invariantă în raport cu schimbarea cadrului de referință. În mecanica relativistă, masa nu este aditivă, ci este și ea invariantă, și deși aici masa este înțeleasă ca valoarea absolută a vectorului 4 de energie-momentum, Lorentz-invariant.
Introducerea așa-numitei mase relativiste. care depinde de magnitudinea vitezei corpului în sistemul de referință luat în considerare, a fost folosit în lucrările anterioare privind teoria relativității. În prezent, termenii "masa relativistă" și "masa de odihnă" sunt considerați învechite [2].
Determinarea masei
În STR, masa corporală m este determinată din ecuația dinamicii relativiste [3]:
,
Masa definită mai sus este invariantă relativistă, adică este aceeași în toate cadrele de referință. Dacă intrăm în cadrul de referință, unde corpul este în repaus, atunci masa este determinată de restul energiei.
Trebuie notat totuși că particulele cu zero, masa invariant (foton. Graviton ...) se deplasează în viteza luminii în vid (c ≈ 300,000 km / sec) și, prin urmare, nu au cadrul de referință în care la repaus.
Greutatea sistemelor compozite și instabile
Masa invarianta a unei particule elementare este constanta si este aceeasi pentru toate particulele de un anumit tip si antiparticulele lor. Cu toate acestea, masa corpurilor masive compuse din mai multe particule elementare (de exemplu, un nucleu sau un atom) poate depinde de starea lor internă.
Pentru un sistem supus dezintegrării (de exemplu, radioactiv), cantitatea de energie de odihnă este determinată numai în constanta lui Planck. împărțită la timpul vieții. . Când descriem un astfel de sistem cu ajutorul mecanicii cuantice, este convenabil să presupunem că masa este complexă. cu partea imaginară egală cu Δm indicată.
Unități de masă
Istoric eseu
Conceptul de masă a fost introdus în fizică de Newton. înainte ca naturaliștii să opereze cu conceptul de greutate. În lucrarea "Principiile matematice ale filozofiei naturale", Newton a definit mai întâi "cantitatea de materie" din corpul fizic ca produs al densității pe volum. El a subliniat în continuare că în același sens ar fi folosit termenul de masă. În cele din urmă, Newton introduce masa în legile fizicii: mai întâi la a doua lege a lui Newton (prin cantitatea de mișcare) și apoi la legea gravitației. din care rezultă imediat că masa este proporțională cu greutatea [4].
De fapt, Newton folosește doar două înțelegeri de masă: ca măsuri de inerție și o sursă de gravitație. Interpretarea aceasta ca o măsură a „cantității de materie“ - nimic mai mult decât o ilustrare grafică, și a fost criticată în secolul XIX ca un non-fizic și lipsită de sens.
De mult timp, legea conservării masei a fost considerată una dintre principalele legi ale naturii. Cu toate acestea, în secolul XX sa dovedit că această lege este o versiune limitată a legii conservării energiei. și în multe situații nu este respectată.
notițe
literatură
Urmăriți ce este "Liturghia gravitațională" în alte dicționare:
Masa gravitațională - masa fizică masivă, masa gravitațională care caracterizează proprietățile corpului ca sursă a câmpului gravitațional este egală numeric cu masa inertă ... Concepte ale științei naturale moderne. Glosar de termeni de bază
instabilitate gravitational - (blugi instabilitate) creștere cu fluctuații spațiale de timp ale vitezei și densitatea materiei sub acțiunea gravitației (perturbațiile orbitei). Instabilitatea gravitațională duce la formarea de neomogenități (ciorchini) în ... Wikipedia
MASSA - 1) în sensul științific natural, cantitatea de substanță conținută în organism; rezistența corpului la schimbarea mișcării sale (inerția) se numește masa inerțială; unitatea fizică de masă este masa inertă de 1 cm3 de apă, care este de 1 g (gram) ... ... Enciclopedie filosofică
MASSA - (simbolul M), o măsură a cantității de materie în obiect. Oamenii de știință disting două tipuri de masă: masa gravitațională este o măsură de atracție reciprocă între corpuri (atracția pământului), exprimată de Newton în legea gravitației universale (a se vedea GRAVITAȚIA); inert ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic
MASSA - (masă latină, lit. cob, com, bucată), fiz. valoare, unul dintre cei mai importanți. hara la materie, care determină inerțialitatea și gravitația. comunicare wa. Termenul „M“ a fost introdus în mecanica Newton în determinarea momentului (cantitatea de mișcare VA) proportiile corpului puls P. ... ... Encyclopedia fizică
Gravitațional - masă, masă grea, cantitate fizică, care caracterizează proprietățile corpului ca sursă de gravitație; este numeric egal cu masa inertă. Vezi Mass ... Marea Enciclopedie Sovietică
MASSA - (1) este una din caracteristicile fizice de bază ale materiei, care este o măsură a proprietăților sale inerțiale (vezi) și gravitaționale (vezi). (Cm.) În clasică este raportul dintre masa care acționează pe o forță de corp F pentru a accelera le-a achiziționat ca: m = F / A (a se vedea.) ... ... Cele mai multe Polytechnique Encyclopedia.
Masa (cantitatea fizică) - masa, cantitatea fizică, una dintre principalele caracteristici ale materiei, determinând proprietățile sale inerțiale și gravitaționale. În consecință, distingeți M. inert și M. gravitațional (grele, gravitaționale). Conceptul lui M. a fost introdus în mecanica I. ... ... Enciclopediei Sovietice
MASSA este una dintre caracteristicile fizice de bază ale materiei, care determină proprietățile sale inerțiale și gravitaționale. În mecanica clasică, masa este egală cu raportul dintre forța care acționează asupra corpului și accelerația cauzată de el (Legea a 2-a a lui Newton) în acest caz de masă ... ... Dicționar encyclopedic mare
- Dinamica în teoria generală a relativității. Metode variate. Belyaev V.B. Cartea este folosită în principal, o abordare algebrică în prezentarea teoriei relativității, multă atenție este acordată metodelor variaționale și mecanicii de mișcare a particulelor în gravitațional ... Citește mai mult Cumpărați 473 ruble
- Biografii ale constantelor fizice: povesti fascinante despre constantele fizice universale / Ed. 3. Spiridonov, Oleg Pavlovici. Această carte este dedicată luării în considerare a constantelor fizice universale și rolului lor important în dezvoltarea fizicii. Sarcina cărții - într-o formă populară de spus despre apariția în istoria fizicii ... Mai mult Cumpărați pentru 375 руб
- Biografii ale constantelor fizice. Povesti fascinante despre constantele fizice universale. O. P. Spiridonov. Această carte este dedicată luării în considerare a constantelor fizice universale și rolului lor important în dezvoltarea fizicii. Sarcina cărții - într-o formă populară de spus despre apariția în istoria fizicii ... Mai mult Cumpărați pentru 361 руб
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: