Масса тела - Основы динамики - МЕХАНИКА

Масса тела — это фундаментальная физическая величина, характеризующая его инерционные и гравитационные свойства.

Инерционные (или инертные) свойства массы в ньютоновой механике (т. е. при скоростях, существенно меньших скорости света) характеризуются соотношениями между массой m, импульсом р тела, силой F, действующей на тело, и его ускорением:

Чем больше масса тела, тем более оно инертно. Сравнивать массы тел можно по ускорениям, которые приобретают тела при взаимодействии друг с другом. При этом во сколько раз ускорение одного тела в результате взаимодействия с другим больше (меньше), во столько раз масса первого тела меньше (больше) массы второго.

Чем меньше меняется скорость тела при взаимодействии, тем оно более инертно и тем его масса больше. И наоборот, чем больше меняется скорость тела при взаимодействии, тем оно менее инертно и тем его масса меньше.

Гравитационная масса. Согласно теории гравитации Ньютона, масса является источником силы всемирного тяготения FТ:

где m1, m2— массы двух тел, r — расстояние между ними, G — гравитационная постоянная.

Из формул (1.16) и (1.17) следует, что ускорение, с которым одно тело падает на другое, — ускорение свободного падения — не зависит от массы падающего тела, а также от других его характеристик (объема, плотности и т. д.). Это было проверено многократными экспериментами в поле тяжести Земли и Солнца и подтвердилось с точностью до 10-8 и 10-12 соответственно. Эта закономерность называется равенством инертной и гравитационной масс. Следует понимать, что речь идет на самом деле об одной и той же массе — физической величине, являющейся источником двух физических явлений — инерции и гравитации.

Масса — мера количества вещества. В классической физике масса служит также мерой количества вещества, содержащегося в теле. Здесь справедливы закон сохранения массы (вещества) и закон аддитивности: масса изолированной системы тел не меняется со временем и равна сумме масс тел, ее составляющих.

За единицу массы в СИ принят килограмм (1 кг).