Greutate - Glosar de mărimi fizice - lungimea, suprafața, volumul, masa, temperatura, energia

Greutate. cantitate fizică, una dintre principalele caracteristici ale materiei, care determină proprietățile sale gravitaționale și inerțiale. Prin urmare, există masa inerțială și masa gravitațională (gravitante grele).

Conceptul de masă a fost introdus în mecanica lui Newton. In mecanica newtoniană clasică intră în masă definiția impulsului (cantitatea de mișcare) a corpului: p pulsul proporțională cu viteza de deplasare a corpului v. p = mv (1). Factorul de proporționalitate - o constantă pentru un anumit corp dimensiune m - este greutatea corporală. O definiție Greutățile echivalente obținute din ecuația de mișcare a mecanicii clasice, f = ma (2). Aici Greutate - factor de proporționalitate între forța care acționează asupra organismului cauzate de aceasta și f corp de accelerare a. Anumite expresii (1) și (2) se numește greutatea masei inerțială sau masa inerțială; se caracterizează proprietățile dinamice ale corpului, este o măsură de inerție: .. la o forță constantă mai mare decât greutatea corpului, cu atât mai puțin dobândește accelerare, adică starea mai lent în schimbare mișcării sale (cea mai mare inerția).

Acționând în diferite organisme de aceeași forță și măsurarea accelerației lor, putem determina raportul de masă a acestor organisme: m1. m2. m3. = A1. a2. a3. ; Dacă unul dintre Liturghiei să ia unitatea de măsură, puteți găsi o mulțime de alte organisme.

În teoria lui Newton greutate gravitatiei acționează într-o altă formă - ca sursă a câmpului gravitațional. Fiecare corp creează un câmp gravitațional, care este proporțională cu greutatea corporală (și este afectată de câmpul gravitațional produs de alte organe, a cărui putere este de asemenea proporțională cu masa corpurilor). Acest câmp este atracția oricărui alt organism la acest corp cu o forță determinată de legea gravitației a lui Newton:

unde r - distanța dintre corpurile, G - constanta universală gravitațională, un m1 și m2 - Greutățile corpuri atrase. De la (3), este ușor să se obțină o formulă pentru vesaR masa corporală m în câmpul gravitațional al Pământului: F = mg (4).

În cazul în care g = G * M / r 2 - accelerație cădere liberă în câmpul gravitațional al Pământului, și r »R - raza Pământului. definită în masă prin (3) și (4), numita greutate gravitațională.

aceasta nu rezultă în principiul că greutatea care creează un câmp gravitațional, determină inerția același organism. Cu toate acestea, experiența a arătat că masa inerțială și masa gravitațională proporțională între ele (ca în unitate de selecție convențională numeric egală). Această lege fundamentală a naturii numit principiul echivalenței. Deschiderea sa este conectat cu numele G.Galileya a stabilit că toate corpurile de pe Pământ cad cu aceeași accelerație. Einstein a pus acest principiu (a fost formulată pentru prima dată), în cadrul relativității generale. Experimental, principiul echivalenței stabilit cu foarte mare precizie. Pentru prima dată (1890-1906) precizie verificarea egalității masei gravitaționale și inerțiale a fost produs L.Etveshem, care a constatat că masa aceeași eroare

10 -8. În anii 1959-64, fizicienii americani R.Dikke, R.Krotkov P.Roll și de a reduce erorile la 10 -11. și în 1971 fizicienii sovietici VB Braginsky și V.I.Panov - 10 -12.

Principiul echivalenței permite cel mai natural determină masa unui corp prin cântărire.

Inițial vizualizat greutate (de exemplu, Newton) ca o măsură a cantității de substanță. O astfel de definiție are o semnificație clară numai pentru a compara corpuri omogene, construite din același material. Aceasta subliniază greutatea aditivului - Greutatea corporală este suma ponderilor componentelor sale. masă omogenă a unui corp este proporțională cu volumul său, astfel încât să putem introduce noțiunea de densitate - greutate corporală pe unitatea de volum.

În fizica clasică, se credea că greutatea corporală nu este modificată în orice procese. Aceasta corespunde legii conservării masei (materie), și în aer liber MV Lomonosov A.L.Lavuaze. În special, legea a declarat că orice reacție chimică suma maselor componentelor începând este egală cu suma greutatii componentelor finale.

Conceptul de greutate dobândită sens mai adânc în mecanica teoria specială a relativității, Einstein, mișcarea corpurilor (sau particule) cu viteze extrem de ridicate - sunt comparabile cu viteza luminii

10 martie până la 10 cm / sec. Noile mecanica - se numește mecanică relativistă - relația dintre impuls și viteza particulei este dată de:

La viteze mici (v <

Având în vedere, în special, această formulă, se spune că particula de greutate (corp) crește odată cu creșterea vitezei. Astfel de particule Greutăți creștere relativist cu creșterea vitezei este necesar să se ia în considerare la proiectarea acceleratoare de particule incarcate de energie înaltă. M0 masa de repaus (Greutatea sistemului de referință asociat cu particula) este o caracteristică importantă a particulelor interne. Toate particulele elementare au bine definite valori M0. inerente acestei particule de sortare.

Trebuie remarcat faptul că în mecanica relativistă determinarea masei ecuației de mișcare (2) este echivalentă cu determinarea masei ca factor de proporționalitate între pulsul și viteza particulelor, deoarece accelerația încetează să mai fie paralelă cu forța care a determinat-o și greutatea este obținută în funcție de direcția vitezei particulelor.

Conform teoriei relativității a particulelor de masă m referitoare la raportul de energie E:

Masa de repaus determină energia internă a particulei - așa-numita energie E0 repaus = M0 2. Astfel, cu Liturghia este întotdeauna asociat energiei (și invers). Prin urmare, nu există nici separat (ca în fizica clasică) legea conservării masei și legea de conservare a energiei - acestea sunt contopite într-o singură lege a conservării totale (adică inclusiv energia de repaus a particulelor ..) Putere. O diviziune aproximativă a legii conservării energiei și legea de conservare a masei este posibilă numai în fizica clasică, atunci când viteza particulelor sunt mici (v <

In corpul greutate mecanica relativista nu este o caracteristică aditiv. Atunci când două particule sunt conectate pentru a forma o stare de echilibru compozit unic, atunci acest lucru generează un exces de energie (egală cu energia de legare) D, care corespunde Masse E. D m = DE / s 2. Prin urmare, particula compozit masa mai mică decât masa particulelor ce formează prin cantitatea de DE / 2 (așa-numitul defect de masă). Acest efect este deosebit de puternică în reacțiile nucleare. De exemplu, greutatea deuteroni (d) mai mică decât masa protonului (p) și neutronul (n); Mass defect D m asociat cu energia E g de raze gamma (g), generat în formarea deuteroni: p + n -> d + g. E g = D mc 2. Greutățile aparit defect în timpul formării particulelor compozite reflectă Greutățile relație și energia organicul.

unități de masă în sistemul cgs de unități este gram. și în Sistemul Internațional de Unități - kilogram. Greutatea atomilor si moleculelor este de obicei măsurată în unități atomice de masă. masa particulelor este de obicei exprimat fie ca masa de electroni mine. sau în unități de energie, care indică energia de repaus a particulei corespunzătoare. Astfel, masa electronului este 0,511 MeV greutate de protoni - 1836,1 mine. sau 938.2 MeV și t. d.

Originea masei - una din problemele majore nerezolvate ale fizicii moderne. Se crede că greutatea particulelor elementare domenii care sunt asociate cu acesta definit (electromagnetic, și nucleare). Cu toate acestea, teoria cantitativă a maselor nu este încă stabilită. Există, de asemenea, teoria care explică de ce greutatea particulelor elementare dintr-o gama de valori discrete, și în plus care să permită determinarea spectrului.

In greutatea corpului astrofizica crearea unui câmp gravitațional, determină așa numita rază corp gravitație RGR = 2 gm / c 2. Datorită atracția gravitațională a nu radiații, inclusiv lumina, nu pot merge în afara suprafața corpului cu o rază R =