Å forstå fysiske termer og kjenne til definisjoner av mengder spiller en viktig rolle i studiet av ulike lover og for å løse problemer i fysikk. Et av de grunnleggende konseptene er begrepet kroppsmasse. La oss se nærmere på spørsmålet: hva er kroppsvekt?
Historie
Tatt i betraktning det moderne synet på fysikk, er det trygt å si at massen til en kropp er en egenskap som manifesterer seg under bevegelse, under interaksjonen mellom virkelige objekter, så vel som under atom- og kjernefysiske transformasjoner. Imidlertid tok denne forståelsen av masse form ganske nylig, bokstavelig t alt i de første tiårene av det 20. århundre, takket være relativitetsteorien skapt av Einstein.
Når vi går lenger inn i historien, husker vi at noen filosofer fra antikkens Hellas mente at bevegelse ikke eksisterer, så det fantes ikke noe begrep om kroppsmasse. Likevel var det et konsept om kroppsvekt. For å gjøre dette er det nok å huske Arkimedes lov. Vekt er relatert til kroppsvekt. De har imidlertid ikke samme verdi.
BI moderne tid, takket være verkene til Descartes, Galileo og spesielt Newton, ble konseptene til to forskjellige masser dannet:
- inertial;
- gravitasjon.
Som det viste seg senere, har begge typer kroppsmasse samme verdi, som i sin natur er karakteristisk for alle gjenstander rundt oss.
Inertial
Når vi snakker om treghetsmasse, begynner mange fysikere å gi en formel for Newtons andre lov, der kraft, kroppsmasse og akselerasjon henger sammen i én likhet. Det er imidlertid et mer grunnleggende uttrykk som Newton selv formulerte sin lov ut fra. Det handler om mengden bevegelse.
I fysikk forstås momentum som en verdi lik produktet av kroppsmasse m og hastigheten på dens bevegelse i rommet v, det vil si:
p=mv
For enhver kropp er verdiene p og v vektorvariabler for karakteristikken. Verdien m er en koeffisientkonstant for den betraktede kroppen, som forbinder p og v. Jo større denne koeffisienten er, desto større blir verdien av p ved konstant hastighet og desto vanskeligere er det å stoppe bevegelsen. Det vil si at massen til et legeme er en karakteristikk av dens treghetsegenskaper.
Ved å bruke det skriftlige uttrykket for p, fikk Newton sin berømte lov, som matematisk beskriver endringen i momentum. Det uttrykkes vanligvis i følgende form:
F=ma
Her er F kraften som virker på et legeme med masse m og gir det en akselerasjon a. Som ii det forrige uttrykket er massen m proporsjonalitetsfaktoren mellom de to vektorkarakteristikkene. Jo større masse kroppen har, desto vanskeligere er det å endre hastigheten (mindre enn a) ved hjelp av en konstant virkende kraft F.
Gravity
Gjennom historien har menneskeheten fulgt himmelen, stjernene og planetene. Som et resultat av en rekke observasjoner på 1600-tallet, formulerte Isaac Newton sin lov om universell gravitasjon. I henhold til denne loven blir to massive objekter tiltrukket av hverandre i forhold til to konstanter M1 og M2 og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden R mellom dem, det vil si:
F=GM1 M2 / R2
Her er G gravitasjonskonstanten. Konstantene M1 og M2 kalles gravitasjonsmassene til samvirkende objekter.
Dermed er gravitasjonsmassen til et legeme et mål på tiltrekningskraften mellom virkelige objekter, som ikke har noe med treghetsmassen å gjøre.
Kroppsvekt og masse
Hvis uttrykket ovenfor brukes på tyngdekraften på planeten vår, kan følgende formel skrives:
F=mg, hvor g=GM / R2
Her er M og R massen til planeten vår og dens radius. Verdien av g er akselerasjonen av fritt fall som er kjent for hvert skolebarn. Bokstaven m angir kroppens gravitasjonsmasse. Denne formelen lar deg beregne tiltrekningskraften til jorden til et legeme med en masse på m.
I følge Newtons tredje lov må kraften F væreer lik reaksjonen til støtten N som kroppen hviler på. Denne likheten lar oss introdusere en ny fysisk mengde - vekt. Vekt er kraften som kroppen strekker opphenget med eller presser på en bestemt støtte.
Mange som ikke er kjent med fysikk skiller ikke mellom begrepene vekt og masse. Samtidig er de helt forskjellige verdier. De måles i forskjellige enheter (masse i kilogram, vekt i newton). I tillegg er vekt ikke en egenskap ved kroppen, men masse er det. Likevel kan du beregne massen til en kropp m, og vite dens vekt P. Dette gjøres ved å bruke følgende formel:
m=P / g
Masse er en enkelt karakteristikk
Det ble bemerket ovenfor at massen til et legeme kan være gravitasjons- og treghet. I utviklingen av sin relativitetsteori gikk Albert Einstein ut fra antakelsen om at de markerte massetypene representerer den samme egenskapen til materie.
Til nå har det blitt utført en rekke målinger av begge typer kroppsmasser i ulike situasjoner. Alle disse målingene førte til konklusjonen at gravitasjons- og treghetsmassene sammenfaller med hverandre med nøyaktigheten til instrumentene som ble brukt til å bestemme dem.
Den raske utviklingen av kjernekraft i midten av forrige århundre utdypet forståelsen av begrepet masse, som viste seg å være relatert til energi gjennom lysets hastighetskonstant. Energien og massen til en kropp er en manifestasjon av en enkelt essens av materie.
