Маса тіла

Однією з найважливіших характеристик будь-якого тіла його маса. У багатьох фізичних законах і рівняннях маса тіла грає одну з найважливіших ролей, іноді змінюючи результат фізичного явища. Наприклад, при рівному обсязі спливання тіла в одній і тій самій рідині визначається виключно масою. Поговоримо про те, що це за величина, які має властивості та особливості, на що впливає маса тіла.

Маса тіла

Для знайомства з фізичною природою маси найпростіше провести досвід із тілами однакової форми та розмірів, але різної маси. Наприклад, можна взяти невелику повітряну кульку, футбольний м'яч і чавунне ядро ​​тих самих розмірів (20—25 см діаметром).

Незважаючи на однакові розміри, ці три тіла при кидку поведуться по-різному. Повітряна кулька після удару по ньому відразу набуде швидкості, практично рівної швидкості руки. Але далі його швидкість дуже швидко зменшуватиметься через повітряний опір. Футбольний м'яч після удару пролетить набагато далі – на десятки метрів. Але повідомити йому ту саму початкову швидкість, як повітряній кульці, буде важче. Якщо взяти чавунне ядро, то сили м'язів вистачить лише на те, щоб кинути його на пару метрів.

Чому ж у наведених трьох прикладах виходить зовсім різний результат? Відповідь полягає у різниці мас використовуваних предметів.

Даний досвід показує, що для того, щоб повідомити тіло деяку швидкість, необхідно витратити зусилля, і під час розгону тіло «опиратиметься» розгону. Цей «опір розгону» називається інертністю тіла. Фізична величина, що характеризує інертність, називається масою.

Властивості маси

Маса - це властивість будь-якого матеріального об'єкта. Через наявність маси тіла неможливо повідомити швидкість миттєво. Потрібен деякий час, за який тіло набере швидкість - тим більше, чим більше інертність тіла, тобто чим більшою масою воно має.

Маса також бере участь у гравітаційних взаємодіях, вона входить у формулу закону всесвітнього тяжіння, враховується у розрахунках руху небесних тіл. Неодноразові досліди доводять еквівалентність інертної та гравітаційної маси. Однак причина цієї рівності — питання, відкрите у сучасній фізиці.

Деякі елементарні частинки немає маси. Це означає, що поняття «інертності» до них не застосовується — їх неможливо розігнати чи сповільнити. Відразу при народженні вони рухаються зі швидкістю світла і рухаються без зміни швидкості до поглинання чи розпаду.

Одиниця виміру маси в СІ — кілограм (кг). Це базова одиниця, тобто вона не виводиться із інших, а порівнюється з деяким зразком. Спочатку еталоном кілограма була вага води об'ємом 1 літр. Пізніше за зразок було прийнято спеціально виготовлений циліндр діаметром і висотою 39,17 мм, зробленим із платино-іридієвого сплаву. Нині кілограм визначається із фундаментальних фізичних констант (таких, як постійна Планка, постійна Больцмана).

Мал. 3. Еталон кілограма

Що ми дізналися?

Будь-який матеріальний об'єкт має інертність, тобто для того, щоб змінити його швидкість, потрібно деякий час і сили. Міра інертності – це маса. Маса також бере участь у гравітаційній взаємодії. Вимірюється маса у кілограмах.