Kropsmasse er et grundlæggende kendetegn ved stof. Trægheds- og gravitationsmasser. Kropsvægt

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 05:21

Forståelse af fysiske termer og kendskab til definitioner af størrelser spiller en vigtig rolle i studiet af forskellige love og for løsning af problemer i fysik. Et af de grundlæggende begreber er begrebet kropsmasse. Lad os se nærmere på spørgsmålet: hvad er kropsvægt?

Historie

Med hensyn til det moderne syn på fysik er det sikkert at sige, at en krops masse er en egenskab, der manifesterer sig under bevægelse, under interaktionen mellem virkelige objekter, såvel som under atomare og nukleare transformationer. Denne forståelse af masse tog form for ganske nylig, bogstaveligt t alt i de første årtier af det 20. århundrede, takket være relativitetsteorien skabt af Einstein.

Når vi vender længere tilbage til historien, husker vi, at nogle filosoffer fra det antikke Grækenland mente, at bevægelse ikke eksisterer, så der var ikke noget begreb om kropsmasse. Ikke desto mindre var der et koncept om kropsvægt. For at gøre dette er det nok at huske Arkimedes lov. Vægt er relateret til kropsvægt. De har dog ikke samme værdi.

BI den moderne æra, takket være værker af Descartes, Galileo og især Newton, blev begreberne om to forskellige masser dannet:

• inertial;
• gravitation.

Som det viste sig senere, har begge typer kropsmasse den samme værdi, som i sagens natur er karakteristisk for alle genstande omkring os.

Inertial

Når vi taler om inertimasse, begynder mange fysikere at give en formel for Newtons anden lov, hvor kraft, kropsmasse og acceleration er forbundet i én lighed. Der er dog et mere grundlæggende udtryk, som Newton selv formulerede sin lov ud fra. Det handler om mængden af bevægelse.

I fysik forstås momentum som en værdi lig med produktet af kropsmasse m og hastigheden af dens bevægelse i rummet v, dvs.:

p=mv

For enhver krop er værdierne p og v vektorvariabler for karakteristikken. Værdien m er en eller anden koefficientkonstant for det betragtede legeme, som forbinder p og v. Jo større denne koefficient er, jo større vil værdien af p være ved konstant hastighed, og jo sværere er det at stoppe bevægelsen. Det vil sige, at et legemes masse er karakteristisk for dets inertiegenskaber.

Ved at bruge det skrevne udtryk for p opnåede Newton sin berømte lov, som matematisk beskriver ændringen i momentum. Det udtrykkes norm alt i følgende form:

F=ma

Her er F den kraft, der virker på et legeme med massen m og giver det en acceleration a. Som ii det foregående udtryk er massen m proportionalitetsfaktoren mellem de to vektorkarakteristika. Jo større kroppens masse er, jo sværere er det at ændre dets hastighed (mindre end a) ved hjælp af en konstant virkende kraft F.

Gravity

Igennem historien har menneskeheden fulgt himlen, stjernerne og planeterne. Som et resultat af talrige observationer i det 17. århundrede formulerede Isaac Newton sin lov om universel gravitation. Ifølge denne lov er to massive objekter tiltrukket af hinanden i forhold til to konstanter M₁ og M₂ og omvendt proportional med kvadratet af afstanden R mellem dem, det vil sige:

F=GM₁ M₂ / R²

Her er G gravitationskonstanten. Konstanterne M₁ og M₂ kaldes gravitationsmasserne af interagerende objekter.

Et legemes gravitationsmasse er således et mål for tiltrækningskraften mellem virkelige objekter, som ikke har noget at gøre med inertialmassen.

Kropsvægt og masse

Hvis udtrykket ovenfor anvendes på tyngdekraften på vores planet, så kan følgende formel skrives:

F=mg, hvor g=GM / R²

Her er M og R henholdsvis massen af vores planet og dens radius. Værdien af g er accelerationen af det frie fald, som ethvert skolebarn kender. Bogstavet m betegner kroppens tyngdekraft. Denne formel giver dig mulighed for at beregne tiltrækningskraften af Jorden af et legeme med en masse på m.

Ifølge Newtons tredje lov skal kraften F væreer lig med reaktionen af støtten N, som kroppen hviler på. Denne lighed giver os mulighed for at introducere en ny fysisk mængde - vægt. Vægt er den kraft, hvormed kroppen strækker affjedringen eller trykker på en bestemt støtte.

Mange mennesker, der ikke er fortrolige med fysik, skelner ikke mellem begreberne vægt og masse. Samtidig er det helt forskellige værdier. De måles i forskellige enheder (masse i kilogram, vægt i newton). Derudover er vægt ikke en egenskab ved kroppen, men masse er det. Ikke desto mindre kan du beregne massen af en krop m ved at kende dens vægt P. Dette gøres ved at bruge følgende formel:

m=P/g

Masse er en enkelt karakteristik

Det blev bemærket ovenfor, at massen af et legeme kan være gravitationel og inerti. Ved at udvikle sin relativitetsteori gik Albert Einstein ud fra den antagelse, at de markerede massetyper repræsenterer den samme egenskab ved stof.

Indtil nu er der blevet udført adskillige målinger af begge typer kropsmasser i forskellige situationer. Alle disse målinger førte til den konklusion, at gravitations- og inertimasserne falder sammen med nøjagtigheden af de instrumenter, der blev brugt til at bestemme dem.

Den hurtige udvikling af kerneenergi i midten af forrige århundrede uddybede forståelsen af begrebet masse, som viste sig at være relateret til energi gennem lysets hastighedskonstant. En krops energi og masse er en manifestation af en enkelt essens af stof.