Om fisiese terme te verstaan en die definisies van hoeveelhede te ken, speel 'n belangrike rol in die bestudering van verskeie wette en om probleme in fisika op te los. Een van die fundamentele konsepte is die konsep van liggaamsmassa. Kom ons kyk van naderby na die vraag: wat is liggaamsgewig?
Geskiedenis
Met inagneming van die moderne siening van fisika, is dit veilig om te sê dat die massa van 'n liggaam 'n eienskap is wat homself manifesteer tydens beweging, tydens die interaksie tussen werklike voorwerpe, sowel as tydens atoom- en kerntransformasies. Hierdie begrip van massa het egter redelik onlangs gest alte gekry, letterlik in die eerste dekades van die 20ste eeu, danksy die relatiwiteitsteorie wat deur Einstein geskep is.
Om verder terug te keer na die geskiedenis, onthou ons dat sommige filosowe van antieke Griekeland geglo het dat beweging nie bestaan nie, so daar was geen konsep van liggaamsmassa nie. Nietemin was daar 'n konsep van liggaamsgewig. Om dit te doen, is dit genoeg om die wet van Archimedes te onthou. Gewig hou verband met liggaamsgewig. Hulle het egter nie dieselfde waarde nie.
BIn die moderne era, danksy die werke van Descartes, Galileo en veral Newton, is die konsepte van twee verskillende massas gevorm:
- traagheid;
- gravitasie.
Soos dit later geblyk het, is beide tipes liggaamsmassa dieselfde waarde, wat uit die aard van die saak kenmerkend is van alle voorwerpe om ons.
Traagheid
Praat van traagheidsmassa, baie fisici begin 'n formule gee vir Newton se tweede wet, waarin krag, liggaamsmassa en versnelling in een gelykheid verbind word. Daar is egter 'n meer fundamentele uitdrukking waaruit Newton self sy wet geformuleer het. Dit gaan oor die hoeveelheid beweging.
In fisika word momentum verstaan as 'n waarde gelykstaande aan die produk van liggaamsmassa m en die spoed van sy beweging in ruimte v, dit is:
p=mv
Vir enige liggaam is die waardes p en v vektorveranderlikes van die eienskap. Die waarde m is een of ander koëffisiëntkonstante vir die beskoude liggaam, wat p en v verbind. Hoe groter hierdie koëffisiënt, hoe groter sal die waarde van p teen 'n konstante spoed wees en hoe moeiliker is dit om die beweging te stop. Dit wil sê, die massa van 'n liggaam is 'n kenmerk van sy traagheidseienskappe.
Deur die geskrewe uitdrukking vir p te gebruik, het Newton sy beroemde wet verkry, wat die verandering in momentum wiskundig beskryf. Dit word gewoonlik in die volgende vorm uitgedruk:
F=ma
Hier is F die krag wat op 'n liggaam met massa m inwerk en dit 'n versnelling a gee. Soos inin die vorige uitdrukking is die massa m die proporsionaliteitsfaktor tussen die twee vektorkenmerke. Hoe groter die massa van die liggaam, hoe moeiliker is dit om sy spoed (minder as a) te verander met behulp van 'n konstante werkende krag F.
Gravity
Deur die geskiedenis het die mensdom die lug, die sterre en die planete gevolg. As gevolg van talle waarnemings in die 17de eeu, het Isaac Newton sy wet van universele gravitasie geformuleer. Volgens hierdie wet word twee massiewe voorwerpe na mekaar aangetrek in verhouding tot twee konstantes M1 en M2 en omgekeerd eweredig aan die kwadraat van die afstand R tussen hulle, dit is:
F=GM1 M2 / R2
Hier is G die gravitasiekonstante. Die konstantes M1 en M2 word die gravitasiemassas van interaktiewe voorwerpe genoem.
Dus, die gravitasiemassa van 'n liggaam is 'n maatstaf van die aantrekkingskrag tussen werklike voorwerpe, wat niks met die traagheidsmassa te doen het nie.
Liggaamsgewig en massa
As die uitdrukking hierbo toegepas word op die swaartekrag op ons planeet, dan kan die volgende formule geskryf word:
F=mg, waar g=GM / R2
Hier is M en R onderskeidelik die massa van ons planeet en sy radius. Die waarde van g is die versnelling van vrye val wat aan elke skoolkind bekend is. Die letter m dui die gravitasiemassa van die liggaam aan. Hierdie formule laat jou toe om die aantrekkingskrag deur die Aarde van 'n liggaam met 'n massa van m te bereken.
Volgens Newton se derde wet moet die krag F weesis gelyk aan die reaksie van die ondersteuning N waarop die liggaam rus. Hierdie gelykheid stel ons in staat om 'n nuwe fisiese hoeveelheid bekend te stel - gewig. Gewig is die krag waarmee die liggaam die vering rek of op 'n sekere steun druk.
Baie mense wat nie met fisika vertroud is nie, onderskei nie tussen die konsepte van gewig en massa nie. Terselfdertyd is dit heeltemal verskillende waardes. Hulle word in verskillende eenhede gemeet (massa in kilogram, gewig in newton). Daarbenewens is gewig nie 'n kenmerk van die liggaam nie, maar massa is. Desnieteenstaande kan jy die massa van 'n liggaam m bereken, met kennis van sy gewig P. Dit word gedoen deur die volgende formule te gebruik:
m=P / g
Massa is 'n enkele eienskap
Daar is hierbo opgemerk dat die massa van 'n liggaam gravitasie en traagheid kan wees. By die ontwikkeling van sy relatiwiteitsteorie het Albert Einstein uitgegaan van die aanname dat die gemerkte tipes massa dieselfde eienskap van materie verteenwoordig.
Tot nou toe is talle metings van beide tipes liggaamsmassas in verskeie situasies uitgevoer. Al hierdie metings het tot die gevolgtrekking gelei dat die gravitasie- en traagheidsmassas met mekaar saamval met die akkuraatheid van die instrumente wat gebruik is om dit te bepaal.
Die vinnige ontwikkeling van kernenergie in die middel van die vorige eeu het die begrip van die konsep van massa verdiep, wat blykbaar verband hou met energie deur die spoedkonstante van lig. Die energie en massa van 'n liggaam is 'n manifestasie van een of ander enkele essensie van materie.
