Masa

Masa - w fizyce jedna z najważniejszych wielkości fizycznych określająca ich bezwładność (masa bezwładna) i oddziaływania grawitacyjne (masa grawitacyjna). Potocznie rozumiana jako ilość materii i energii zgromadzonej w ciele fizycznym.

W układzie jednostek miar SI wyrażana jest w kilogramach. Symbol stosowany na oznaczenie masy to: m.

W fizyce masa pojawia się wielokrotnie jako pojęcie pierwotne i dlatego bywa używana z określnikiem. W nierelatywistycznej fizyce klasycznej masa występuje jako:

w prawie grawitacji - tak określana masa jest zwana masą grawitacyjną,
w II zasadzie dynamiki Newtona - masa bezwładna.

Masa bezwładna

Jest miarą bezwładności ciała, to znaczy przeciwdziałania się ciała zmianie ruchu wywołanej działaniem na nie siły. Według drugiej zasady dynamiki Newtona zachodzi równość:

gdzie:

F - siła działająca na ciało,
m - masa bezwładna ciała,
v - prędkość ciała,
t - czas.
a - przyspieszenie

Powyższy wzór jest słuszny w mechanice nierelatywistycznej.

Masa grawitacyjna

W mechanice nierelatywistycznej, wielkość opisująca oddziaływania grawitacyjne dwóch punktowych ciał występująca we wzorze na oddziaływania grawitacyjne:

gdzie:

F - siła oddziaływania ciał,
G - stała grawitacji,
m₁, m₂ - masy oddziałujących ciał,
r - odległości ciał.

Własności

W fizyce relatywistycznej pojęcie masy zależy od teorii, różne podejścia do masy przedstawiają szczególna teoria względności i ogólna teoria względności.

Jednym z postulatów ogólnej teorii względności jest zasada równoważności mówiąca że nie można rozróżnić spadku swobodnego od ruchu jednostajnego, z postulatu tego wynika, że te dwa rodzaje masy (bezwładna i grawitacyjna) są sobie równoważne.

Prawo zachowania masy, które odegrało bardzo ważną rolę w chemii, mówiło że jeżeli układ nie wymienia materii z otoczeniem, to masa materii uczestniczącej w dowolnym procesie fizycznym lub chemicznym pozostaje stała. Jednak zgodnie z koncepcją równoważności masy i energii przedstawioną przez Alberta Einsteina masa może być postrzegana jako forma energii. Ta zależność staje się bardzo widoczna w reakcjach jądrowych. Dlatego też założenie pierwotne o stałości masy musiało być rozszerzone na wszystkie rodzaje energii.

W szczególnej teorii względności masa jest wielkością skalarną i traktowana jest niezmienniczo, gdyż autor teorii posługiwał się konsekwentnie pojęciem masy spoczynkowej. Słuszny jest w niej związek pomiędzy energią, pędem i masą ciała:

Czasem spotyka się też pojęcie "masy relatywistycznej",

Masa relatywistyczna rośnie wraz z prędkością poruszającego się obiektu (aż do nieskończoności przy zbliżaniu się prędkości do prędkości światła).

Wprowadzenie pojęcia "masy relatywistycznej" to zabieg dostosowujący wzory fizyczne z mechaniki klasycznej do Szczególnej Teorii Względności. Na przykład dzięki użyciu pojęcia masy relatywistycznej w miejsce spoczynkowej, równanie pędu newtonowskiego staje się prawdziwe dla każdego przypadku prędkości, z jaką porusza się ciało, a nie tylko prędkości małych w porównaniu z prędkością światła.

godzina...