Ang pag-unawa sa mga pisikal na termino at pag-alam sa mga kahulugan ng mga dami ay may mahalagang papel sa pag-aaral ng iba't ibang batas at para sa paglutas ng mga problema sa pisika. Isa sa mga pangunahing konsepto ay ang konsepto ng body mass. Tingnan natin ang tanong na: ano ang bigat ng katawan?
Kasaysayan
Isinasaalang-alang ang modernong pananaw sa physics, ligtas na sabihin na ang masa ng isang katawan ay isang katangian na nagpapakita ng sarili sa panahon ng paggalaw, sa panahon ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga tunay na bagay, gayundin sa panahon ng atomic at nuclear transformations. Gayunpaman, ang pag-unawa sa masa na ito ay nabuo kamakailan, literal sa mga unang dekada ng ika-20 siglo, salamat sa teorya ng relativity na nilikha ni Einstein.
Sa pagbabalik sa kasaysayan, naaalala natin na ang ilang mga pilosopo ng sinaunang Greece ay naniniwala na ang paggalaw ay hindi umiiral, kaya walang konsepto ng body mass. Gayunpaman, mayroong isang konsepto ng timbang ng katawan. Upang gawin ito, sapat na upang maalala ang batas ni Archimedes. Ang timbang ay nauugnay sa timbang ng katawan. Gayunpaman, hindi pareho ang halaga ng mga ito.
BSa modernong panahon, salamat sa mga gawa ni Descartes, Galileo at lalo na ni Newton, nabuo ang mga konsepto ng dalawang magkaibang masa:
- inertial;
- gravitational.
Tulad ng nangyari sa ibang pagkakataon, ang parehong uri ng body mass ay magkaparehong halaga, na sa likas na katangian nito ay katangian ng lahat ng bagay sa paligid natin.
Inertial
Sa pagsasalita tungkol sa inertial mass, maraming physicist ang nagsisimulang magbigay ng formula para sa pangalawang batas ni Newton, kung saan ang puwersa, masa ng katawan at acceleration ay konektado sa isang pagkakapantay-pantay. Gayunpaman, mayroong isang mas pangunahing pagpapahayag kung saan si Newton mismo ang nagbalangkas ng kanyang batas. Ito ay tungkol sa dami ng paggalaw.
Sa physics, ang momentum ay nauunawaan bilang isang halaga na katumbas ng produkto ng body mass m at ang bilis ng paggalaw nito sa space v, iyon ay:
p=mv
Para sa anumang katawan, ang mga halaga ng p at v ay mga vector variable ng katangian. Ang value m ay ilang coefficient constant para sa kinokonsiderang body, na nag-uugnay sa p at v. Kung mas malaki ang koepisyent na ito, mas malaki ang halaga ng p sa isang pare-parehong bilis at mas mahirap na ihinto ang paggalaw. Ibig sabihin, ang masa ng isang katawan ay isang katangian ng mga inertial properties nito.
Gamit ang nakasulat na expression para sa p, nakuha ni Newton ang kanyang tanyag na batas, na naglalarawan sa matematika ng pagbabago sa momentum. Karaniwan itong ipinapahayag sa sumusunod na anyo:
F=ma
Dito ang F ay ang puwersa na kumikilos sa isang katawan na may mass m at nagbibigay ito ng acceleration a. Tulad ng sasa nakaraang expression, ang mass m ay ang proportionality factor sa pagitan ng dalawang katangian ng vector. Kung mas malaki ang masa ng katawan, mas mahirap baguhin ang bilis nito (mas mababa sa a) sa tulong ng patuloy na kumikilos na puwersa F.
Gravity
Sa buong kasaysayan, sinundan ng sangkatauhan ang kalangitan, ang mga bituin at ang mga planeta. Bilang resulta ng maraming obserbasyon noong ika-17 siglo, binuo ni Isaac Newton ang kanyang batas ng unibersal na grabitasyon. Ayon sa batas na ito, ang dalawang malalaking bagay ay naaakit sa isa't isa ayon sa proporsyon ng dalawang constant na M1 at M2 at inversely proportional sa square ng ang distansya R sa pagitan nila, iyon ay:
F=GM1 M2 / R2
Narito ang G ang gravitational constant. Ang mga constant na M1 at M2 ay tinatawag na gravitational mass ng mga bagay na nakikipag-ugnayan.
Kaya, ang gravitational mass ng isang katawan ay isang sukatan ng puwersa ng pagkahumaling sa pagitan ng mga tunay na bagay, na walang kinalaman sa inertial mass.
Timbang at masa ng katawan
Kung ang ekspresyon sa itaas ay inilapat sa puwersa ng grabidad sa ating planeta, maaaring isulat ang sumusunod na formula:
F=mg, kung saan g=GM / R2
Narito ang M at R ay ang masa ng ating planeta at ang radius nito, ayon sa pagkakabanggit. Ang halaga ng g ay ang acceleration ng free fall na pamilyar sa bawat mag-aaral. Ang letrang m ay tumutukoy sa gravitational mass ng katawan. Binibigyang-daan ka ng formula na ito na kalkulahin ang puwersa ng atraksyon ng Earth ng isang katawan na may mass na m.
Ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang puwersa F ay dapatay katumbas ng reaksyon ng suporta N kung saan nakapatong ang katawan. Ang pagkakapantay-pantay na ito ay nagpapahintulot sa amin na magpakilala ng isang bagong pisikal na dami - timbang. Ang bigat ay ang puwersa kung saan iniunat ng katawan ang suspensyon o pagdiin sa isang partikular na suporta.
Maraming tao na hindi pamilyar sa pisika ang hindi nakikilala ang mga konsepto ng timbang at masa. Kasabay nito, ang mga ito ay ganap na magkakaibang mga halaga. Ang mga ito ay sinusukat sa iba't ibang mga yunit (mass sa kilo, timbang sa newtons). Bilang karagdagan, ang timbang ay hindi isang katangian ng katawan, ngunit ang masa ay. Gayunpaman, maaari mong kalkulahin ang masa ng isang katawan m, alam ang timbang nito P. Ginagawa ito gamit ang sumusunod na formula:
m=P / g
Ang misa ay iisang katangian
Nabanggit sa itaas na ang masa ng isang katawan ay maaaring gravitational at inertial. Sa pagbuo ng kanyang teorya ng relativity, nagpatuloy si Albert Einstein sa pag-aakalang ang mga markang uri ng masa ay kumakatawan sa parehong katangian ng bagay.
Hanggang ngayon, maraming mga pagsukat ng parehong uri ng masa ng katawan ang isinagawa sa iba't ibang sitwasyon. Ang lahat ng mga sukat na ito ay humantong sa konklusyon na ang gravitational at inertial mass ay tumutugma sa isa't isa sa katumpakan ng mga instrumento na ginamit upang matukoy ang mga ito.
Ang mabilis na pag-unlad ng enerhiyang nuklear sa kalagitnaan ng huling siglo ay nagpalalim sa pag-unawa sa konsepto ng masa, na lumabas na nauugnay sa enerhiya sa pamamagitan ng bilis na pare-pareho ng liwanag. Ang enerhiya at masa ng isang katawan ay isang pagpapakita ng iisang esensya ng bagay.
