La comprensione dei termini fisici e la conoscenza delle definizioni delle quantità gioca un ruolo importante nello studio delle varie leggi e nella risoluzione dei problemi della fisica. Uno dei concetti fondamentali è il concetto di massa corporea. Diamo un'occhiata più da vicino alla domanda: qual è il peso corporeo?
Cronologia
Tenendo conto della moderna visione della fisica, è lecito affermare che la massa di un corpo è una caratteristica che si manifesta durante il movimento, durante l'interazione tra oggetti reali, così come durante le trasformazioni atomiche e nucleari. Tuttavia, questa comprensione della massa ha preso forma abbastanza di recente, letteralmente nei primi decenni del 20° secolo, grazie alla teoria della relatività creata da Einstein.
Tornando più avanti nella storia, ricordiamo che alcuni filosofi dell'antica Grecia credevano che il movimento non esistesse, quindi non esisteva il concetto di massa corporea. Tuttavia, c'era un concetto di peso corporeo. Per fare questo basta ricordare la legge di Archimede. Il peso è correlato al peso corporeo. Tuttavia, non hanno lo stesso valore.
BIn epoca moderna, grazie alle opere di Cartesio, Galileo e soprattutto Newton, si formarono i concetti di due diverse masse:
- inerziale;
- gravitazionale.
Come si è scoperto in seguito, entrambi i tipi di massa corporea hanno lo stesso valore, che per sua natura è caratteristico di tutti gli oggetti che ci circondano.
Inerziale
Parlando di massa inerziale, molti fisici stanno iniziando a dare una formula per la seconda legge di Newton, in cui forza, massa corporea e accelerazione sono collegate in un'unica uguaglianza. Tuttavia, c'è un'espressione più fondamentale da cui lo stesso Newton formulò la sua legge. Riguarda la quantità di movimento.
In fisica, la quantità di moto è intesa come un valore pari al prodotto della massa corporea m e la velocità del suo movimento nello spazio v, ovvero:
p=mv
Per ogni corpo, i valori p e v sono variabili vettoriali della caratteristica. Il valore m è una costante di coefficiente per il corpo considerato, che collega p e v. Maggiore è questo coefficiente, maggiore sarà il valore di p a velocità costante e più difficile sarà fermare il movimento. Cioè, la massa di un corpo è una caratteristica delle sue proprietà inerziali.
Usando l'espressione scritta per p, Newton ottenne la sua famosa legge, che descrive matematicamente la variazione della quantità di moto. Di solito è espresso nella forma seguente:
F=ma
Qui F è la forza che agisce su un corpo di massa m e gli dà un'accelerazione a. Come innell'espressione precedente, la massa m è il fattore di proporzionalità tra le due caratteristiche del vettore. Maggiore è la massa del corpo, più difficile è cambiarne la velocità (minore di a) con l'aiuto di una forza agente costante F.
Gravità
Nel corso della storia, l'umanità ha seguito il cielo, le stelle ei pianeti. Come risultato di numerose osservazioni nel XVII secolo, Isaac Newton formulò la sua legge di gravitazione universale. Secondo questa legge, due oggetti massicci sono attratti l'uno dall' altro in proporzione a due costanti M1 e M2 e inversamente proporzionali al quadrato di la distanza R tra loro, ovvero:
FA=GM1 M2 / R2
Qui G è la costante gravitazionale. Le costanti M1 e M2 sono chiamate masse gravitazionali degli oggetti interagenti.
Quindi, la massa gravitazionale di un corpo è una misura della forza di attrazione tra oggetti reali, che non ha nulla a che fare con la massa inerziale.
Peso e massa corporea
Se l'espressione sopra viene applicata alla forza di gravità sul nostro pianeta, allora si può scrivere la seguente formula:
FA=mg, dove g=GM / R2
Qui M e R sono rispettivamente la massa del nostro pianeta e il suo raggio. Il valore di g è l'accelerazione di caduta libera familiare a ogni scolaro. La lettera m indica la massa gravitazionale del corpo. Questa formula permette di calcolare la forza di attrazione esercitata dalla Terra di un corpo di massa m.
Secondo la terza legge di Newton, la forza F deve essereè uguale alla reazione del supporto N su cui poggia il corpo. Questa uguaglianza ci permette di introdurre una nuova quantità fisica: il peso. Il peso è la forza con cui il corpo allunga la sospensione o preme su un determinato supporto.
Molte persone che non hanno familiarità con la fisica non distinguono tra i concetti di peso e massa. Allo stesso tempo, sono valori completamente diversi. Sono misurati in diverse unità (massa in chilogrammi, peso in newton). Inoltre, il peso non è una caratteristica del corpo, ma la massa lo è. Tuttavia, puoi calcolare la massa di un corpo m, conoscendo il suo peso P. Questo viene fatto usando la seguente formula:
m=Re / Sol
La massa è una singola caratteristica
È stato notato sopra che la massa di un corpo può essere gravitazionale e inerziale. Nello sviluppare la sua teoria della relatività, Albert Einstein partì dal presupposto che i tipi marcati di massa rappresentassero le stesse caratteristiche della materia.
Finora sono state effettuate numerose misurazioni di entrambi i tipi di masse corporee in varie situazioni. Tutte queste misurazioni hanno portato alla conclusione che le masse gravitazionali e inerziali coincidono tra loro con l'accuratezza degli strumenti utilizzati per determinarle.
Il rapido sviluppo dell'energia nucleare a metà del secolo scorso ha approfondito la comprensione del concetto di massa, che si è rivelato correlato all'energia attraverso la costante di velocità della luce. L'energia e la massa di un corpo sono una manifestazione di una singola essenza della materia.
