Ano ang pisikal na kahulugan ng masa ng katawan. Ano ang masa, paano ito kinakalkula, at paano ito naiiba sa timbang? Ano ang timbang
Ang konsepto kung saan pamilyar tayo mula sa maagang pagkabata ay ang masa. Gayunpaman, sa kurso ng pisika, ang ilang mga paghihirap ay nauugnay sa pag-aaral nito. Samakatuwid, ito ay kinakailangan upang malinaw na tukuyin kung paano ito makikilala? At bakit hindi ito katumbas ng timbang?
Pagpapasiya ng masa
Ang natural na pang-agham na kahulugan ng dami na ito ay tinutukoy nito ang dami ng bagay na nakapaloob sa katawan. Upang tukuyin ito, kaugalian na gamitin letrang latin m. Ang yunit ng pagsukat sa karaniwang sistema ay ang kilo. sa mga gawain at Araw-araw na buhay ang mga off-system ay madalas ding ginagamit: gramo at tonelada.
Sa isang kurso sa pisika ng paaralan, ang sagot sa tanong na: "Ano ang masa?" ibinigay sa pag-aaral ng phenomenon of inertia. Pagkatapos ito ay tinukoy bilang ang kakayahan ng isang katawan na labanan ang pagbabago sa bilis ng paggalaw nito. Samakatuwid, ang masa ay tinatawag ding inert.
Ano ang timbang?
Una, ito ay isang puwersa, iyon ay, isang vector. Ang masa, sa kabilang banda, ay isang scalar weight na laging nakakabit sa isang suporta o suspensyon at nakadirekta sa parehong direksyon tulad ng gravity, iyon ay, patayo pababa.
Ang formula para sa pagkalkula ng timbang ay depende sa kung ang suportang ito (suspensyon) ay gumagalaw. Kapag ang system ay nakapahinga, ang sumusunod na expression ay ginagamit:
P \u003d m * g, kung saan ang P (sa English source ang titik W ay ginagamit) - timbang ng katawan, g - acceleration libreng pagkahulog. Para sa lupa, ang g ay karaniwang kinukuha na katumbas ng 9.8 m / s 2.
Ang pormula ng masa ay maaaring makuha mula dito: m = P / g.
Kapag gumagalaw pababa, iyon ay, sa direksyon ng timbang, bumababa ang halaga nito. Kaya ang pormula ay kumukuha ng anyo:
P \u003d m (g - a). Narito ang "a" ay ang acceleration ng system.
Iyon ay, kapag ang dalawang acceleration na ito ay pantay, ang isang estado ng kawalan ng timbang ay sinusunod kapag ang bigat ng katawan ay zero.
Kapag ang katawan ay nagsimulang gumalaw pataas, nagsasalita sila ng pagtaas ng timbang. Sa sitwasyong ito, nangyayari ang isang overload na kondisyon. Dahil tumataas ang timbang ng katawan, at magiging ganito ang formula nito:
P \u003d m (g + a).
Paano nauugnay ang masa sa density?
Solusyon. 800 kg/m 3 . Upang magamit ang kilalang formula, kailangan mong malaman ang dami ng lugar. Madaling kalkulahin kung kukunin natin ang lugar para sa isang silindro. Pagkatapos ang formula ng volume ay magiging:
V = π * r 2 * h.
Bukod dito, ang r ay ang radius, at ang h ay ang taas ng silindro. Kung gayon ang volume ay magiging katumbas ng 668794.88 m 3. Ngayon ay maaari mong kalkulahin ang masa. Ito ay magiging ganito: 535034904 kg.
Sagot: ang masa ng langis ay humigit-kumulang katumbas ng 535036 tonelada.
Gawain bilang 5. Kondisyon: Ang haba ng pinakamahabang cable ng telepono ay 15151 km. Ano ang masa ng tanso na pumasok sa paggawa nito, kung ang cross section ng mga wire ay 7.3 cm 2?
Solusyon. Ang density ng tanso ay 8900 kg/m 3 . Ang volume ay matatagpuan sa pamamagitan ng isang formula na naglalaman ng produkto ng lugar ng base at ang taas (dito ang haba ng cable) ng silindro. Ngunit kailangan mo munang i-convert ang lugar na ito sa metro kuwadrado. Iyon ay, hatiin ang numerong ito ng 10000. Pagkatapos ng mga kalkulasyon, lumalabas na ang dami ng buong cable ay humigit-kumulang katumbas ng 11000 m 3.
Ngayon kailangan nating i-multiply ang mga halaga ng density at volume upang malaman kung ano ang katumbas ng masa. Ang resulta ay ang bilang na 97900000 kg.
Sagot: ang masa ng tanso ay 97900 tonelada.
Isa pang isyu na may kinalaman sa misa
Gawain bilang 6. Kalagayan: Ang pinakamalaking kandila na tumitimbang ng 89867 kg ay 2.59 m ang lapad. Ano ang taas nito?
Solusyon. Densidad ng waks - 700 kg / m 3. Ang taas ay kailangang matagpuan mula sa Iyon ay, ang V ay dapat nahahati sa produkto ng π at ang parisukat ng radius.
At ang dami mismo ay kinakalkula ng masa at density. Ito ay lumalabas na katumbas ng 128.38 m 3. Ang taas ay 24.38 m.
Sagot: ang taas ng kandila ay 24.38 m.
SA PISIKAL NA KAHALAGAHAN NG MISA
Brusin S.D., Brusin L.D.
anotasyon. Ang pisikal na kakanyahan ng masa, na ibinigay ni Newton, ay ipinaliwanag, at ipinakita na sa modernong mga aklat-aralin ito ay baluktot. pisikal na nilalang masa.
Parameter timbang unang ipinakilala ni Newton at binabalangkas tulad ng sumusunod: "Ang dami ng bagay (mass) ay isang sukat niyan, na itinatag ayon sa proporsyon sa density at dami nito". Ang dami ng isang substance ay dating natukoy sa pamamagitan ng pagtimbang nito. Gayunpaman, alam, halimbawa, na ang parehong piraso ng ginto ay mas tumitimbang sa poste kaysa sa ekwador. Samakatuwid, ang pagpapakilala ng isang simpleng parameter na malinaw na tumutukoy sa dami ng bagay (substansya) sa katawan ay ang pinakamalaking merito ng henyo ni Newton. Pinayagan nito bumalangkas ng mga batas ng paggalaw at pakikipag-ugnayan ng mga katawan.
Una, tinukoy ni Newton ang momentum ng isang katawan bilang proporsyonal sa dami ng bagay (masa) ng katawan, at pagkatapos ay tinukoy ang pagkawalang-kilos ng katawan (na nagpapahiwatig ng proporsyonalidad nito sa masa ng katawan) sa sumusunod na pormulasyon: " Katutubong puwersa ng bagay ay ang kakayahan ng paglaban na likas dito, ayon sa kung saan ang bawat solong katawan, dahil ito ay naiwan sa sarili nito, ay nagpapanatili ng estado ng pahinga o pare-parehong rectilinear na paggalaw. Ang kahulugang ito ang naging batayan ng unang batas ni Newton. Magpapansin tayo na ang pagkawalang-kilos ng isang katawan ay isang pag-aari ng bagay, na nailalarawan sa pamamagitan ng masa ng katawan.
Alinsunod sa batas ng Newton II, ang dami ng bagay (mass) ng katawan ay nakakaapekto sa pagbilis na natanggap ng katawan na may parehong puwersa, at alinsunod sa batas ng unibersal na grabitasyon ni Newton, ang lahat ng mga katawan ay naaakit sa isa't isa na may puwersa na ay direktang proporsyonal sa produkto ng masa (dami ng bagay) na katawan; ang mga puwersang ito ay tinatawag na gravitational forces. Sa eksperimento, ang batas na ito para sa anumang mga katawan ay ipinakita ni Cavendish. Kaya, ang parehong masa ng katawan ay may gravitational at inertial properties (ayon kay Newton, ito ay dahil sa saipinanganak sa pamamagitan ng puwersa ng bagay).
SA modernong agham ang sumusunod na kahulugan ng masa ay ibinigay: "Ang masa ng isang katawan ay isang pisikal na dami na isang sukatan ng mga inertial at gravitational na katangian nito" . Hindi natin alam kung sino at bakit kailangan na baluktutin ang malalim at simpleng pisikal na kahulugan ng konsepto ng masa na ibinigay ni Newton (hindi ang masa ay isang sukatan ng mga inertial na katangian ng isang katawan, ngunit ang mga inertial na katangian ng isang katawan ay tinutukoy ng masa nito. ). Kailangang ayusin ng mga mananalaysay ng agham ang mahalagang tanong na ito. Ang pagbaluktot ng pisikal na kakanyahan ng masa ay humantong sa mga sumusunod:
1. Lumitaw ang mga konsepto inertial mass At gravitational mass, at kinailangan ng malaking pagsisikap at maraming eksperimento ng Eotvos upang patunayan ang pagkakapantay-pantay ng inertial at gravitational na masa, bagaman ang kahulugan ng masa na ibinigay ni Newton ay malinaw na nagpapakita na ang masa ay isa, ngunit may mga inertial at gravitational na katangian.
2. Sa isang hindi pagkakaunawaan ng pisikal na katangian ng mga parameter na nauugnay sa isang hindi pagkakaunawaan ng masa. Halimbawa, ang kakanyahan ng density ng isang katawan ay hindi ang halaga ng pagkawalang-galaw sa bawat dami ng yunit, ngunit ang dami ng bagay (substansya) bawat dami ng yunit.
Ang isang maling pag-unawa sa pisikal na kakanyahan ng misa ay ibinibigay sa lahat ng mga aklat-aralin, kabilang ang mga aklat-aralin sa paaralan, at ang sumisikat na henerasyon ay nagkakamali sa pisikal na kakanyahan ng masa. kaya lang kinakailangang iwasto ang sitwasyong ito sa pamamagitan ng pagpapasok sa lahat ng mga aklat-aralin ang kahulugan sa itaas ng masa na ibinigay ni Newton
Panitikan:
1. Newton, I. "Mga Prinsipyo sa Matematika ng Likas na Pilosopiya",
M., "Nauka", 1989, p. 22
2. Ibid., p. 25
3. A. A. Detlaf at B. M. Yavorsky, Handbook of Physics, M. Nauka, 1974, p. 36
Ang mga pangunahing katanungan ng kurikulum sa pisika (1 semestre)
1. Pagmomodelo sa pisika at teknolohiya. Mga modelong pisikal at matematika. Ang problema ng katumpakan sa pagmomodelo.
Upang ilarawan ang paggalaw ng mga katawan, depende sa mga kondisyon ng mga tiyak na gawain, iba't ibang mga pisikal na modelo ang ginagamit. Walang pisikal na problema ang ganap na malulutas. Palaging makakuha ng tinatayang halaga.
2. mekanikal na paggalaw. Mga uri ng mekanikal na paggalaw. Materyal na punto. Sistema ng sanggunian. Average na bilis. Mabilis na bilis. Average na acceleration. Instant acceleration. Bilis at acceleration materyal na punto bilang mga derivatives ng radius vector na may paggalang sa oras.
mekanikal na paggalaw - pagbabago sa posisyon ng mga katawan (o mga bahagi ng katawan) na may kaugnayan sa bawat isa sa espasyo sa paglipas ng panahon.
Mga uri ng mekanikal na paggalaw: pagsasalin at rotational.
Materyal na punto - isang katawan na ang mga sukat ay maaaring mapabayaan sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon.
Sistema ng sanggunian - set ng coordinate system at orasan.
Average na bilis -
Mabilis na bilis - 
Average at instant acceleration - 
3. Curvature at radius ng curvature ng trajectory. Normal at tangential acceleration. Angular velocity at angular acceleration bilang isang vector. Koneksyon ng angular velocity at angular acceleration na may linear velocities at accelerations ng mga punto ng umiikot na katawan.
Curvature - antas ng curvature ng flat curve. Ang kapalit ng curvature - radius ng curvature.
Normal na acceleration: 
Tangential acceleration:
Angular na bilis:
Angular acceleration: 
Koneksyon:
4. Ang konsepto ng masa at puwersa. Mga batas ni Newton. Inertial reference system. Mga puwersa sa panahon ng paggalaw ng isang materyal na punto sa isang curvilinear trajectory.
Timbang - pisikal na dami, na isa sa mga pangunahing katangian ng bagay, na tumutukoy sa mga inertial at gravitational na katangian nito.
Lakas - isang vector pisikal na dami, na isang sukatan ng intensity ng epekto sa isang partikular na katawan ng iba pang mga katawan, pati na rin ang mga field.
Mga batas ni Newton:
1. Mayroong gayong mga frame ng sanggunian, na nauugnay sa kung saan ang mga umuusad na gumagalaw na katawan ay nagpapanatili ng kanilang bilis na pare-pareho kung hindi sila apektado ng ibang mga katawan o ang pagkilos ng mga katawan na ito ay nabayaran. Ang mga ganyang CO ay inertial.
2. Ang acceleration na nakukuha ng katawan ay direktang proporsyonal sa resulta ng lahat ng pwersang kumikilos sa katawan, at inversely proportional sa masa ng katawan: 
3. Ang mga puwersa kung saan kumikilos ang mga katawan sa isa't isa ay may parehong kalikasan, pantay sa magnitude at direksyon sa isang tuwid na linya sa kabaligtaran ng direksyon: 
5. Ang sentro ng masa ng isang mekanikal na sistema at ang batas ng paggalaw nito.
Sentro ng misa - imaginary point C, ang posisyon kung saan nailalarawan ang mass distribution ng sistemang ito. 
6. Simbuyo ng damdamin. nakahiwalay na sistema. Panlabas at panloob na pwersa. Ang batas ng konserbasyon ng momentum at ang koneksyon nito sa homogeneity ng espasyo.
salpok - dami ng paggalaw, which is
Nakahiwalay na sistema - isang mekanikal na sistema ng mga katawan na hindi kumikilos sa pamamagitan ng mga panlabas na puwersa.
Puwersa ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga materyal na punto ng isang mekanikal na sistema ay tinatawag panloob.
pwersa, kung saan ang mga panlabas na katawan ay kumikilos sa mga materyal na punto ng sistema ay tinatawag panlabas.
Ang momentum ay hindi nagbabago sa paglipas ng panahon: 
7. Ang paggalaw ng isang katawan na may variable na masa. Pagpapaandar ng jet. Meshchersky equation. Tsiolkovsky equation.
Ang paggalaw ng ilang mga katawan ay sinamahan ng isang pagbabago sa kanilang masa, halimbawa, ang masa ng isang rocket ay bumababa dahil sa pag-agos ng mga gas na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina.
Reaktibong puwersa - puwersa na nanggagaling bilang resulta ng pagkilos sa isang partikular na katawan ng isang nakakabit (o nakahiwalay) na masa.
Meshchersky equation: 
Tsiolkovsky equation: 
, saan At- ang bilis ng pag-agos ng mga gas na may kaugnayan sa rocket.
8. Enerhiya. Mga uri ng enerhiya. Ang gawain ng isang puwersa at ang pagpapahayag nito sa pamamagitan ng isang curvilinear integral. Ang kinetic energy ng isang mekanikal na sistema at ang koneksyon nito sa gawain ng mga panlabas at panloob na pwersa na inilapat sa system. kapangyarihan. Mga yunit ng trabaho at kapangyarihan.
Enerhiya- isang unibersal na sukatan ng iba't ibang anyo ng paggalaw at pakikipag-ugnayan. Ang iba't ibang anyo ng enerhiya ay nauugnay sa iba't ibang anyo ng paggalaw ng bagay: mekanikal, thermal, electromagnetic, nuclear, atbp.
Pilitin ang trabaho:
kapangyarihan:
Yunit ng trabaho- joule (J): 1 J ay ang gawaing ginawa ng puwersa na 1 N sa isang landas na 1 m (1 J = 1 N m).
Power unit -watt (W): 1 W ang kapangyarihan kung saan ang 1 J ng trabaho ay ginagawa sa loob ng 1 s (1 W = 1 J/s).
9. Konserbatibo at di-konserbatibong pwersa. Potensyal na enerhiya sa isang homogenous at central gravitational field. Potensyal na enerhiya ng isang elasticly deformed spring.
Ang mga konserbatibong pwersa lahat ng pwersa na kumikilos sa particle mula sa gilid ng gitnang field: elastic, gravitational, at iba pa. Lahat ng pwersa na hindi konserbatibo hindi konserbatibo: pwersa ng alitan.
10. Ang batas ng konserbasyon ng enerhiya at ang koneksyon nito sa homogeneity ng oras. Ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya. Pagwawaldas ng enerhiya. dissipative forces.
Ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya: sa sistema ng mga katawan kung saan lamang konserbatibo pwersa, ang kabuuang mekanikal na enerhiya ay natipid, ibig sabihin, hindi nagbabago sa paglipas ng panahon.
Ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya ay nauugnay sa pagkakapareho ng panahon. Ang homogeneity ng oras ay ipinakita sa katotohanan na ang mga pisikal na batas ay hindi nagbabago na may paggalang sa pagpili ng pinagmulan ng panahon.
Pagkawala ng enerhiya - Ang mekanikal na enerhiya ay unti-unting bumababa dahil sa conversion sa iba pang (di-mekanikal) na anyo ng enerhiya.
Mga pwersang nagpapawalang-bisa- mga puwersa sa ilalim ng pagkilos kung saan sa isang mekanikal na sistema ang kabuuang mekanikal na enerhiya nito ay bumababa.
Kahulugan
Sa Newtonian mechanics, ang body mass ay isang scalar physical quantity, na isang sukatan ng mga inertial properties nito at isang source ng gravitational interaction. Sa klasikal na pisika, ang masa ay palaging isang positibong dami.
Timbang- isang additive na dami, na nangangahulugang: ang masa ng bawat hanay ng mga materyal na puntos (m) ay katumbas ng kabuuan ng mga masa ng lahat ng mga indibidwal na bahagi ng system (m i):
Sa klasikal na mekanika, isinasaalang-alang ng isa:
- ang masa ng katawan ay hindi nakasalalay sa paggalaw ng katawan, sa epekto ng iba pang mga katawan, ang lokasyon ng katawan;
- ang batas ng konserbasyon ng masa ay natupad: ang masa ng isang saradong mekanikal na sistema ng mga katawan ay pare-pareho sa oras.
inertial mass
Ang pag-aari ng pagkawalang-galaw ng isang materyal na punto ay kung ang isang panlabas na puwersa ay kumikilos sa punto, kung gayon ito ay may isang may hangganan na acceleration sa ganap na halaga. Kung walang mga panlabas na impluwensya, pagkatapos ay sa inertial frame ng sanggunian ang katawan ay nagpapahinga o gumagalaw nang pantay-pantay at rectilinearly. Ang misa ay kasama sa ikalawang batas ni Newton:
kung saan tinutukoy ng masa ang mga inertial na katangian ng materyal na punto (inertial mass).
gravitational mass
Ang masa ng isang materyal na punto ay kasama sa batas ng unibersal na grabitasyon, habang tinutukoy nito ang mga katangian ng gravitational ng isang partikular na punto. Kasabay nito, tinatawag itong gravitational (mabigat) na masa.
Ito ay empirically nakuha na para sa lahat ng mga katawan ang ratios ng inertial masa sa gravitational masa ay pareho. Samakatuwid, kung tama nating piliin ang halaga ng pare-parehong grabitasyon, makukuha natin na para sa anumang katawan ang inertial at gravitational mass ay pareho at nauugnay sa puwersa ng grabidad (F t) ng napiling katawan:
kung saan ang g ay ang free fall acceleration. Kung ang mga obserbasyon ay ginawa sa parehong punto, kung gayon ang mga acceleration ng libreng pagkahulog ay pareho.
Formula para sa pagkalkula ng masa sa pamamagitan ng density ng katawan
Ang timbang ng katawan ay maaaring kalkulahin bilang:
kung saan ang density ng sangkap ng katawan, kung saan ang pagsasama ay isinasagawa sa dami ng katawan. Kung ang katawan ay homogenous (), kung gayon ang masa ay maaaring kalkulahin bilang:
Mass sa espesyal na relativity
Sa SRT, ang masa ay invariant, ngunit hindi additive. Ito ay tinukoy dito bilang:
kung saan ang E ay ang kabuuang enerhiya ng isang libreng katawan, p ay ang momentum ng katawan, c ay ang bilis ng liwanag.
Ang relativistic mass ng isang particle ay tinutukoy ng formula:
kung saan ang m 0 ay ang natitirang masa ng particle, ang v ay ang bilis ng particle.
Ang pangunahing yunit ng masa sa SI system ay: [m]=kg.
Sa GHS: [m]=gr.
Mga halimbawa ng paglutas ng problema
Halimbawa
Ang gawain. Dalawang particle ang lumilipad patungo sa isa't isa na may bilis na katumbas ng v (ang bilis ay malapit sa bilis ng liwanag). Kapag sila ay nagbanggaan, ang isang ganap na hindi nababanat na epekto ay nangyayari. Ano ang masa ng butil na nabuo pagkatapos ng banggaan? Ang masa ng mga particle bago ang banggaan ay katumbas ng m.
Solusyon. Sa isang ganap na hindi nababanat na banggaan ng mga particle na may parehong masa at bilis bago ang epekto, isang particle sa pamamahinga ay nabuo (Larawan 1), ang natitirang enerhiya na kung saan ay katumbas ng:
Sa aming kaso, ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya ay natupad. Ang mga particle ay mayroon lamang kinetic energy. Ayon sa kondisyon ng problema, ang bilis ng mga particle ay malapit sa bilis ng liwanag, samakatuwid? gumagana kami sa mga konsepto ng relativistic mechanics:
kung saan ang E 1 ay ang enerhiya ng unang butil bago ang epekto, ang E 2 ay ang enerhiya ng pangalawang particle bago ang epekto.
Isinulat namin ang batas ng konserbasyon ng enerhiya sa anyo:
Mula sa expression (1.3) sumusunod na ang mass ng particle na nakuha bilang resulta ng pagsasama ay katumbas ng:
Halimbawa
Ang gawain. Ano ang masa ng 2m 3 tanso?
Bukod dito, kung ang sangkap (tanso) ay kilala, kung gayon posible na mahanap ang density nito gamit ang isang reference na libro. Ang density ng tanso ay ituturing na katumbas ng Cu =8900 kg/m 3 . Para sa pagkalkula, alam ang lahat ng dami. Gawin natin ang mga kalkulasyon.
Masa (pisikal na halaga) Timbang, isang pisikal na dami, isa sa mga pangunahing katangian ng bagay, na tumutukoy sa mga inertial at gravitational na katangian nito. Alinsunod dito, ang M. ay inert at M. gravitational (mabigat, gravitating).
Ang konsepto ng M. ay ipinakilala sa mekanika ng I. Newton. Sa klasikal na mekanika ni Newton, ang M. ay kasama sa kahulugan ng momentum ( momentum) katawan: ang momentum p ay proporsyonal sa bilis ng katawan v,
p = m.v.
Ang koepisyent ng proporsyonalidad - isang pare-parehong halaga m para sa isang partikular na katawan - ay ang M. ng katawan. Ang katumbas na kahulugan ng M. ay nakuha mula sa equation of motion ng classical mechanics
f = ma.
Dito ang M. ay ang coefficient of proportionality sa pagitan ng puwersang kumikilos sa katawan f at sa acceleration ng katawan na dulot nito a. Ang masa na tinukoy ng mga relasyon (1) at (2) ay tinatawag na inertial mass, o inertial mass; nailalarawan nito ang mga dynamic na katangian ng katawan, ay isang sukatan ng pagkawalang-kilos ng katawan: sa isang pare-parehong puwersa, mas malaki ang M. ng katawan, mas kaunting acceleration ang nakukuha nito, iyon ay, mas mabagal ang estado ng paggalaw nito. (mas malaki ang pagkawalang-galaw nito).
Kumilos sa iba't ibang mga katawan na may parehong puwersa at pagsukat ng kanilang mga acceleration, maaaring matukoy ng isa ang mga ratio ng M. ng mga katawan na ito: m 1
:m 2
:m 3
... = a 1
: a 2
: a 3
...; kung ang isa sa M. ay kukunin bilang isang yunit ng pagsukat, mahahanap ng isa ang M. ng mga natitirang katawan.
Sa teorya ng grabitasyon ni Newton, lumilitaw ang magnetism sa ibang anyo - bilang pinagmumulan ng larangan ng gravitational. Ang bawat katawan ay lumilikha ng isang gravitational field na proporsyonal sa M. ng katawan (at apektado ng gravitational field na nilikha ng ibang mga katawan, ang lakas nito ay proporsyonal din sa M. na mga katawan). Ang patlang na ito ay nagiging sanhi ng pagkahumaling ng anumang iba pang katawan sa katawan na ito na may puwersa na tinutukoy ng Batas ng grabidad ni Newton:
kung saan ang r ay ang distansya sa pagitan ng mga katawan, ang G ay ang unibersal pare-pareho ang gravitational, isang m 1
at m 2
‒ M. pang-akit ng mga katawan. Mula sa formula (3) madaling makakuha ng formula para sa timbangР katawan ng mass m sa gravitational field ng Earth:
P \u003d m g.
Dito g = G M / r 2
ay ang free fall acceleration sa gravitational field ng Earth, at r » R ay ang radius ng Earth. Ang masa na tinutukoy ng mga relasyon (3) at (4) ay tinatawag na gravitational mass ng katawan.
Sa prinsipyo, hindi ito sumusunod mula sa kahit saan na ang magnetism, na lumilikha ng isang gravitational field, ay tumutukoy din sa inertia ng parehong katawan. Gayunpaman, ipinakita ng karanasan na ang inertial magnetism at gravitational magnetism ay proporsyonal sa isa't isa (at sa karaniwang pagpili ng mga yunit ng pagsukat, ang mga ito ay katumbas ng numero). Ang pangunahing batas ng kalikasan na ito ay tinatawag na prinsipyo ng equivalence. Ang pagtuklas nito ay nauugnay sa pangalan ni G. Galilea, na nagtatag na ang lahat ng mga katawan sa Earth ay bumagsak na may parehong acceleration. PERO. Einstein ilagay ang prinsipyong ito (unang binuo niya) sa batayan pangkalahatang teorya relativity (cf. grabidad). Ang prinsipyo ng equivalence ay itinatag sa eksperimentong may napakataas na katumpakan. Sa kauna-unahang pagkakataon (1890‒1906), isinagawa ni L. Eötvös, na natagpuan na ang M. ay tumugma sa isang error na ~ 10-8 . Noong 1959–64, binawasan ng mga Amerikanong pisiko na sina R. Dicke, R. Krotkov, at P. Roll ang error sa 10-11, at noong 1971 Mga pisikong Sobyet V. B. Braginsky at V. I. Panov - hanggang 10-12.
Ginagawang posible ng prinsipyo ng equivalence na pinaka-natural na matukoy ang M. ng isang katawan pagtimbang.
Sa una, ang masa ay isinasaalang-alang (halimbawa, ni Newton) bilang isang sukatan ng dami ng bagay. Ang ganitong kahulugan ay may malinaw na kahulugan lamang para sa paghahambing ng mga homogenous na katawan na binuo mula sa parehong materyal. Binibigyang-diin nito ang additivity ng M. ‒ Ang M. ng isang katawan ay katumbas ng kabuuan ng M. ng mga bahagi nito. Ang masa ng isang homogenous na katawan ay proporsyonal sa dami nito, kaya maaari nating ipakilala ang konsepto densidad‒ M. mga yunit ng dami ng katawan.
Sa klasikal na pisika, pinaniniwalaan na ang M. ng isang katawan ay hindi nagbabago sa anumang proseso. Ito ay tumutugma sa batas ng konserbasyon ng bagay (substance), na natuklasan ni M.V. Lomonosov at A. L. Lavoisier. Sa partikular, ang batas na ito ay nakasaad na sa alinman kemikal na reaksyon ang kabuuan ng M. ng mga paunang bahagi ay katumbas ng kabuuan ng M. ng mga huling bahagi.
Ang konsepto ng M. ay nakakuha ng mas malalim na kahulugan sa mechanics ng espesyal. A. Ang teorya ng relativity ni Einstein (tingnan. Teorya ng relativity), na isinasaalang-alang ang paggalaw ng mga katawan (o mga particle) na may napakataas na bilis - maihahambing sa bilis ng liwanag na may » 3 × 1010 cm/sec. Sa bagong mechanics - ito ay tinatawag na relativistic mechanics - ang relasyon sa pagitan ng momentum at ang bilis ng isang particle ay ibinibigay ng:
Sa mababang bilis (v<< с
) это соотношение переходит в Ньютоново соотношение р
= mv
. Поэтому величину m
0
называют массой покоя, а М. движущейся частицы m определяют как зависящий от скорости коэфф. пропорциональности между р
и v
:
Sa pormula na ito sa isip, sa partikular, sinasabi nila na ang momentum ng isang particle (katawan) ay tumataas sa pagtaas ng bilis nito. Ang ganitong relativistic na pagtaas sa momentum ng isang particle habang tumataas ang bilis nito ay dapat isaalang-alang kapag nagdidisenyo. mga accelerator ng butil mataas na enerhiya. M. rest m 0 (M. sa reference frame na nauugnay sa particle) ay ang pinakamahalagang panloob na katangian ng particle. Ang lahat ng elementarya na mga particle ay may mahigpit na tinukoy na mga halaga ng m 0 na likas sa isang partikular na uri ng mga particle.
Dapat pansinin na sa relativistic mechanics ang kahulugan ng M. mula sa equation ng paggalaw (2) ay hindi katumbas ng kahulugan ng M. bilang proportionality factor sa pagitan ng momentum at velocity ng isang particle, dahil ang acceleration ay humihinto na maging parallel sa ang puwersa na naging sanhi nito, at ang M. ay lumalabas na nakasalalay sa direksyon ng bilis ng butil.
Ayon sa teorya ng relativity, ang momentum ng isang particle m ay nauugnay sa enerhiya nito E sa pamamagitan ng kaugnayan:
Tinutukoy ng M. rest ang panloob na enerhiya ng particle - ang tinatawag na rest energy E 0 = m 0 c 2
. Kaya, ang enerhiya ay palaging nauugnay sa M. (at vice versa). Samakatuwid, walang hiwalay (tulad ng sa klasikal na pisika) batas ng konserbasyon ng M. at ang batas ng konserbasyon ng enerhiya - sila ay pinagsama sa isang solong batas ng konserbasyon ng kabuuang (iyon ay, kabilang ang natitirang enerhiya ng mga particle) na enerhiya. Ang isang tinatayang paghahati sa batas ng konserbasyon ng enerhiya at ang batas ng konserbasyon ng magnetism ay posible lamang sa klasikal na pisika, kapag ang mga bilis ng butil ay maliit (v<< с
) и не происходят процессы превращения частиц.
Sa relativistic mechanics, ang magnetism ay hindi isang additive na katangian ng isang katawan. Kapag ang dalawang particle ay pinagsama upang bumuo ng isang compound na matatag na estado, isang labis na enerhiya (katumbas ng nagbubuklod na enerhiya) DE , na tumutugma sa M. Dm = DE / s 2
. Samakatuwid, ang M. ng isang composite particle ay mas mababa sa kabuuan ng M. ng mga particle na bumubuo nito sa halagang DE / s 2
(tinatawag na masa depekto). Ang epekto na ito ay lalo na binibigkas sa mga reaksyong nuklear. Halimbawa, ang M. ng isang deuteron (d) ay mas mababa sa kabuuan ng M. ng isang proton (p) at isang neutron (n); depekto M. Ang Dm ay nauugnay sa enerhiya E g ng gamma quantum (g) na ginawa sa panahon ng pagbuo ng isang deuteron: p + n ® d + g, E g \u003d Dm c 2
. Ang depekto ng M., na nangyayari sa panahon ng pagbuo ng isang composite particle, ay sumasalamin sa organikong koneksyon ng M. at enerhiya.
Ang yunit ng M. sa sistema ng mga yunit ng CGS ay gramo, at sa Internasyonal na sistema ng mga yunit SI - kilo. Ang masa ng mga atomo at molekula ay karaniwang sinusukat sa mga yunit ng atomic mass. Ang masa ng elementarya na mga particle ay karaniwang ipinahayag alinman sa mga yunit ng masa ng electron m e, o sa mga yunit ng enerhiya, na nagpapahiwatig ng natitirang enerhiya ng kaukulang particle. Kaya, ang M. ng isang electron ay 0.511 MeV, ang M. ng isang proton ay 1836.1 meV, o 938.2 MeV, atbp.
Ang kalikasan ng matematika ay isa sa pinakamahalagang hindi nalutas na mga problema ng modernong pisika. Karaniwang tinatanggap na ang magnetism ng elementary particle ay tinutukoy ng mga field na nauugnay dito (electromagnetic, nuclear, at iba pa). Gayunpaman, ang quantitative theory ng M. ay hindi pa nagagawa. Wala ring teorya na nagpapaliwanag kung bakit ang M. ng elementarya na mga particle ay bumubuo ng isang discrete spectrum ng mga halaga, at higit pa na nagpapahintulot na matukoy ang spectrum na ito.
Sa astrophysics, ang magnetism ng isang katawan na lumilikha ng isang gravitational field ay tumutukoy sa tinatawag na radius ng gravity katawan R gr = 2GM/c 2
. Dahil sa gravitational attraction, walang radiation, kabilang ang liwanag, ang maaaring lumabas sa labas, lampas sa ibabaw ng isang katawan na may radius R £ R gr . Ang mga bituin na ganito ang laki ay hindi makikita; kaya tinawag sila black hole". Ang gayong mga bagay na makalangit ay dapat gumanap ng isang mahalagang papel sa uniberso.
Lit.: Jammer M., Ang konsepto ng masa sa klasikal at modernong pisika, isinalin mula sa English, M., 1967; Khaikin S. E., mga pisikal na pundasyon ng mekanika, M., 1963; Elementary textbook of physics, inedit ni G. S. Landsberg, 7th ed., vol. 1, M., 1971.
Oo. A. Smorodinsky.
Great Soviet Encyclopedia. - M.: Soviet Encyclopedia. 1969-1978 .
Tingnan kung ano ang "Misa (pisikal na dami)" sa iba pang mga diksyunaryo:
- (lat. masa, lit. bukol, bukol, piraso), pisikal. halaga, isa sa mga har to matter, na tumutukoy sa inertial at gravitational forces nito. sv. Ang konsepto ng "M." ay ipinakilala sa mechanics ni I. Newton sa kahulugan ng momentum (bilang ng paggalaw) ng momentum ng katawan p proporsyonal. ... ... Pisikal na Encyclopedia
- (lat. masa). 1) ang dami ng sangkap sa bagay, anuman ang anyo; katawan, bagay. 2) sa hostel: isang makabuluhang halaga ng isang bagay. Diksyunaryo ng mga banyagang salita na kasama sa wikang Ruso. Chudinov A.N., 1910. MASS 1) sa pisika, dami ... ... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso
- - 1) sa natural na pang-agham na kahulugan, ang dami ng bagay na nakapaloob sa katawan; ang paglaban ng isang katawan sa isang pagbabago sa paggalaw nito (inertia) ay tinatawag na inertial mass; ang pisikal na yunit ng masa ay ang inert mass ng 1 cm3 ng tubig, na 1 g (gram ... ... Philosophical Encyclopedia
TIMBANG- (sa ordinaryong view), ang dami ng substance na nakapaloob sa isang partikular na katawan; ang eksaktong kahulugan ay sumusunod mula sa mga pangunahing batas ng mekanika. Ayon sa ikalawang batas ni Newton, "ang pagbabago sa paggalaw ay proporsyonal sa kumikilos na puwersa at may ... ... Malaking Medical Encyclopedia
Phys. ang halaga na nagpapakilala sa dinamika. sv va tepa. Ang I.m. ay kasama sa pangalawang batas ni Newton (at, sa gayon, ay isang sukatan ng pagkawalang-kilos ng katawan). Katumbas ng gravity. masa (tingnan ang MISA). Pisikal na Encyclopedic Dictionary. Moscow: Soviet Encyclopedia. Editor-in-Chief A... Pisikal na Encyclopedia
- (mabigat na masa), pisikal. isang halaga na nagpapakilala sa kapangyarihan ng katawan bilang pinagmumulan ng grabidad; katumbas ng inertial mass. (tingnan ang MISA). Pisikal na Encyclopedic Dictionary. Moscow: Soviet Encyclopedia. Editor-in-Chief A. M. Prokhorov. 1983... Pisikal na Encyclopedia
Phys. isang halaga na katumbas ng ratio ng masa upang mabilang sa VA. Yunit M. m. (sa SI) kg / mol. M \u003d m / n, kung saan ang M M. m. sa kg / mol, m ay ang masa sa va sa kg, n ay ang numero sa va sa mga moles. Numerical value M. m., vyraz. sa kg / mol, parehong tumutukoy. molekular na timbang na hinati sa... Malaking encyclopedic polytechnical dictionary - laki, karakter ka pisikal. mga bagay o phenomena ng materyal na mundo, karaniwan sa maraming bagay o phenomena bilang mga katangian. kaugnayan, ngunit indibidwal sa dami. relasyon para sa bawat isa sa kanila. Halimbawa, masa, haba, lugar, dami, kuryente. kasalukuyang F... Malaking encyclopedic polytechnic dictionary
