СЛОБОДСКОВ БОРИС АНАТОЛЬЕВИЧ - ФИЗИКА (КУРС ЛЕКЦИЙ)

ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ
Динамика

§ 53. Понятие массы

1. Инертная масса.

Если иметь несколько эталонных пружин, то на одно и то же тело можно действовать различными силами. При этом тело будет получать различные ускорения.

Можно иметь одну пружину, но различно её деформировать. Тогда она будет действовать с различными по модулю силами F₁; F₂; F₃; ... F_n.

   При этом тела под действием различных сил будут получать различные ускорения, модули которых равны a₁; a₂; a₃; ... a_n. Опыт показывает, что для одного и того же тела отношения модуля силы к модулю полученного ускорения остаются постоянными F₁/a₁=F₂/a₂=...=F_n/a_n=const.
   Если взять другое тело и действовать на него теми же самыми силами, то оно будет получать другие ускорения. Отношения модулей сил к модулям ускорений будут другими, но также постоянными. Это отношение называется массой тела.
   Масса тела обозначается m.

Опр:

Инертной массой тела называется свойство тел откликаться определённым ускорением при действии на тело заданной силы.

Физически масса одного и того же тела считается величиной постоянной. На первый взгляд это кажется очевидным. В классической механике и, вообще, в обычной жизни мы имеем дело со сравнительно малыми скоростями, которые значительно меньше скорости света. В 1900 году на опытах с электронами было обнаружено, что их масса зависит от скорости. Когда скорость электронов увеличивали электрическими силами, то обнаружили, что при большИх скоростях электроны получают меньшее ускорение, чем при малых скоростях при действии одной и той же электрической силы, т.е. при большИх скоростях электроны становятся инертны (их масса становится больше).
Английский физик Джозеф Джон Томсон нашёл формулу зависимости массы электрона от скорости.

, где

- масса покоя,
- скорость света в вакууме,
- скорость электрона ()

В 1905 году Эйнштейн доказал, что эта формула является универсальной и справедлива для всех тел природы. Зависимость массы от скорости становится заметной при очень высоких скоростях. Если км/час, то эта зависимость почти незаметна.

Первое определение массы дают иногда так.

Опр:

Масса - это мера инертности тел.

2. Гравитационная масса.

Ньютоном был открыт закон всемирного тяготения, в котором утверждается, что сила взаимного притяжения между телами прямо пропорциональна массе тел.

, где
G - гравитационная постоянная

Здесь массы тел выступают в другой роли, здесь они характеризуют не свойство тел получать ускорение, а свойство тел взаимно притягиваться друг к другу. Масса, как бы, является мерой взаимного тяготения тел.

Опр:

Массой тела называется мера гравитации.

3. В конце XIX начале XX века был обнаружен ещё один удивительный факт взаимосвязи массы и энергии.

Е - энергия

, где м/с - скорость света в вакууме

На основе энергии даётся наиболее общее определение массы.

Опр:

Масса есть мера полной энергии тела.

Вывод формулы

- см. в журнале "Квант"-2005-№ 6

, с.3.

< Предыдущий параграф < Оглавление > Следующий параграф >