Масса тела

Одной из важнейших характеристик любого тела является его масса. Во многих физических законах и уравнениях масса тела играет одну из важнейших ролей, иногда совершенно меняя результат физического явления. Например, при равном объёме всплывание тела в одной и той же жидкости определяется исключительно массой. Поговорим о том, что это за величина, какие у неё свойства и особенности, на что влияет масса тела.

Масса тела

Для знакомства с физической природой массы проще всего провести опыт с телами одинаковой формы и размеров, но различной массы. Например, можно взять небольшой воздушный шарик, футбольный мяч и чугунное ядро тех же размеров (20—25 см диаметром).

Несмотря на одинаковые размеры, эти три тела при броске поведут себя совершенно по-разному. Воздушный шарик после удара по нему сразу приобретёт скорость, практически равную скорости руки. Но далее его скорость будет очень быстро уменьшаться из-за воздушного сопротивления. Футбольный мяч после удара пролетит гораздо дальше — на десятки метров. Но сообщить ему ту же начальную скорость, как воздушному шарику, будет труднее. Если же взять чугунное ядро, то силы мускулов хватит лишь на то, чтобы бросить его на пару метров.

Почему же в приведённых трёх примерах получается совершенно разный результат? Ответ заключается в разнице масс используемых предметов.

Данный опыт показывает, что для того, чтобы сообщить телу некоторую скорость, необходимо затратить усилия, и во время разгона тело будет «сопротивляться» разгону. Это «сопротивление разгону» называется инертностью тела. Физическая величина, характеризующая инертность, называется массой.

Масса тела

Рис. 1. Масса тела

Свойства массы

Масса — это свойство любого материального объекта. Из-за наличия массы телам невозможно сообщить скорость мгновенно. Потребуется некоторое время, за которое тело наберёт скорость — тем большее, чем больше инертность тела, то есть чем большей массой оно обладает.

Масса также участвует в гравитационных взаимодействиях, она входит в формулу закона всемирного тяготения, учитывается в расчётах движения небесных тел. Неоднократные опыты доказывают эквивалентность инертной и гравитационной массы. Однако причина этого равенства — вопрос, открытый в современной физике.

Гравитация в физике

Рис. 2. Гравитация в физике.

Некоторые элементарные частицы не имеют массы. Это означает, что понятие «инертности» к ним неприменимо — их невозможно разогнать или замедлить. Сразу при рождении они движутся со скоростью света и двигаются без изменения скорости до поглощения или распада.

Единица измерения массы в СИ — килограмм (кг). Это базовая единица, то есть она не выводится из других, а сравнивается с некоторым эталоном. Изначально эталоном килограмма был вес воды объёмом 1 литр. Позже за эталон был принят специально изготовленный цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм, сделанным из платино-иридиевого сплава. Сейчас килограмм определяется из фундаментальных физических констант (таких, как постоянная Планка, постоянная Больцмана).

Эталон килограмма

Рис. 3. Эталон килограмма

Что мы узнали?

Любой материальный объект обладает инертностью, то есть для того чтобы изменить его скорость, требуется некоторое время и силы. Мера инертности — это масса. Масса также участвует в гравитационном взаимодействии. Измеряется масса в килограммах.

Тест по теме

  1. Вопрос 1 из 5

    Почему чугунное ядро нельзя бросить так же далеко, как мяч тех же размеров?

Начать тест(новая вкладка)
Доска почёта
Чтобы попасть сюда - пройдите тест.
    Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.8. Всего получено оценок: 4.

Предметы