Масса

 

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Харьковская национальная академия городского хозяйства

 

 

 

 

 

 

Реферат

На тему: «Масса»

 

 

 

 

Работу  выполнила:

Работу  проверил:

 

 

 

 

 

 

 

Харьков 2012

 

История

Слово масса (лат. massa, от др.-греч. μαζα) первоначально в античные времена обозначало кусок теста. Позднее смысл слова расширился, и оно стало обозначать цельный, необработанный кусок произвольного вещества; в этом смысле слово используется, например, у Овидия и Плиния.

Масса как научный термин была введена Ньютоном как мера количества вещества, до этого естествоиспытатели оперировали с понятием веса. В труде «Математические начала натуральной философии» (1687) Ньютон сначала определил «количество материи» в физическом теле как произведение его плотности на объём. Далее он указал, что в том же смысле будет использовать термин масса. Наконец, Ньютон вводит массу в законы физики: сначала во второй закон Ньютона (через количество движения), а затем — в закон тяготения, откуда сразу следует, что вес пропорционален массе ^[11]. Ньютон явно указал на эту пропорциональность и даже проверил её на опыте со всей возможной в те годы точностью: «Определяется масса по весу тела, ибо она пропорциональна весу, что мной найдено опытами над маятниками, произведенными точнейшим образом» (эти опыты Ньютон подробно описал в III томе своих «Начал»).

Фактически Ньютон использует только два понимания массы: как меры инерции и источника тяготения. Толкование её как меры «количества  материи» — не более чем наглядная иллюстрация, и оно подверглось критике ещё в XIX веке как нефизическое и бессодержательное^[13].

Долгое время одним из главных  законов природы считался закон сохранения массы. Однако в XX веке выяснилось, что этот закон является ограниченным вариантом закона сохранения энергии, и во многих ситуациях не соблюдается

Понятие

Ма́сса (от греч. μάζα) — скалярная физическая величина, одна из важнейших величин в физике. Первоначально (XVII—XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям того времени, зависели как способность объекта сопротивляться приложенной силе (инертность), так и гравитационные свойства — вес. Тесно связана с понятиями «энергия» и «импульс» (по современным представлениям — массаэквивалентна энергии покоя).

В современной физике понятие «количество  вещества» имеет другой смысл, а концепцию «массы» можно трактовать несколькими способами:

• Пассивная гравитационная масса показывает, с какой силой тело взаимодействует с внешними гравитационными полями — фактически эта масса положена в основу измерения массы взвешиванием в современной метрологии.
• Активная гравитационная масса показывает, какое гравитационное поле создаёт само это тело — гравитационные массы фигурируют взаконе всемирного тяготения.
• Инертная масса характеризует инертность тел и фигурирует в одной из формулировок второго закона Ньютона. Если произвольная сила винерциальной системе отсчёта одинаково ускоряет разные исходно неподвижные тела, этим телам приписывают одинаковую инертную массу.

Гравитационные и инертная масса  равны друг другу (с высокой точностью  — порядка 10⁻¹³ — экспериментально^[1][2], а в большинстве физических теорий, в том числе всех, подтверждённых экспериментально — точно), поэтому в том случае, когда речь идёт не о «новой физике», просто говорят о массе, не уточняя, какую из них имеют в виду.

В классической механике масса системы  тел равна сумме масс составляющих её тел. В релятивистской механике масса  не является аддитивной физической величиной, то есть масса системы в общем  случае не равна сумме масс компонентов, а включает в себя энергию связи, а также энергию движения частиц друг относительно друга.

Прямые обобщения понятия массы  включают в себя тензорные присоединённую массу и эффективную массу — как характеристики инерциальных свойств системы «тело плюс среда» в гидродинамике и квантовой теории. В квантовой теории рассматриваются также поля с нестандартными кинетическими членами, например, поле Хиггса, которые можно рассматривать как поля, масса квантов которых зависит от их энергии.

Под массой надо понимать скалярную (ненаправленную величину). Понятые массы следует использовать во всех случаях, когда имеется в виду свойство тела или вещества, характеризующее их инерционность и способность создавать гравитационное поле; понятие веса — в случаях, когда имеется в виду сила, возникающая вследствие взаимодействия с гравитационным полем. Масса т не зависит от ускорения свободного падения g, вес пропорционален этому ускорению (равен mg) и представляет собой векторную (направленную) величину.

В стандартах, в спецификациях и  на чертежах должна указываться масса  изделий. Когда же речь идет о силе воздействия изделия на основание  под действием земного притяжения (для тел, расположенных на Земле), зависящего от местного ускорения свободного падения, подразумевается вес.

Массу тела определяют взвешиванием тела на весах. Результат взвешивания тел  на весах следует называть массой (а не весом). Масса должна выражаться в килограммах (граммах, миллиграммах и т.д.), а вес, как и любая  другая сила, — в ньютонах (килоньютонах, миллиньютонах и т.д.). Он определяется специальными силоизмерительными машинами и динамометрами.

Недопустимо применять термин вес тела в качестве величины, характеризующей тело

По сложившейся традиции сохраняют в корне вес термины весы, взвешивание, весовщик, весовая категория спортсмена, весовая лаборатория, статистический вес значений величин, удельный вес машиностроения в народном хозяйстве, весомость, невесомость, тяжеловесный состав и т.п.

 

Еденицы измерения

В системе СИ масса измеряется в килограммах. Единицей измерения массы в системе СГС является грамм (¹⁄₁₀₀₀килограмма). Вообще говоря, в любой системе измерения выбор основных (первичных) физических величин, их единиц измерения и их число произволен — зависит от принимаемого соглашения и масса не всегда входит в их состав — так в системе МКГСС единица массы была производной единицей и измерялась в кГс/м•с² (обозначалась как «т. е. м.» или «инерта»). В атомной физике принято сравнивать массу с атомной единицей массы, в физике твёрдого тела — с массой электрона, в физике элементарных частиц массу измеряют в электронвольтах. Кроме этих единиц, используемых в науке, существует большое разнообразие исторических единиц измерения массы, которые сохранили свою отдельную сферу использования: фунт, унция, карат, тонна и др. В астрономии единицей для сравнения масс небесных тел служит масса Солнца.

Масса иногда может быть выражена в терминах длины. Масса очень мелких частиц могут быть определены с помощью величины, обратной к комптоновской длине волны: 1 см^-1 ≈ 3.52×10^-41 кг. Масса очень большой звезды или чёрной дыры может быть отождествлена с её гравитационным радиусом: 1 см ≈ 6.73×10²⁴ кг.