Care este relația dintre masă și inerție

Mass și inerție

Termenii masa și inerţie sunt ambele concepte importante atât în ​​fizica clasică, cât și în cea modernă. Relația dintre masă și inerție este aceea inerția este un termen care descrie calitativ capacitatea unei substanțe de a rezista schimbărilor în starea ei de mișcare, in timp ce masa oferă o valoare cantitativă pentru inerție. Cu toate acestea, termenul masa nu este folosită doar pentru a cuantifica inerția, ci și pentru a cuantifica alte proprietăți fizice ale unei substanțe.

Ce este inerția

Inerția este un termen care descrie calitativ reticența unui obiect de a-și schimba starea de mișcare. Datorită inerției:

• Un obiect în repaus tinde să stați în repaus și,
• Un obiect în mișcare tinde să se miște viteza constanta în a linie dreapta.

Aceasta înseamnă că trebuie aplicată o forță pentru a muta un corp în repaus sau pentru a schimba viteza sau direcția de mișcare a unui corp deja în mișcare.

Conceptul de inerție așa cum este cunoscut astăzi a fost dezvoltat de Galileo. Înainte de el, majoritatea oamenilor credeau că "starea naturală" a unui corp este să rămână în repaus. Ei au argumentat că, atunci când un obiect se rostogolește de-a lungul pământului, de exemplu, în cele din urmă se oprește, deoarece încearcă să ajungă la "starea naturală" de odihnă. Cu toate acestea, Galileo, și ulterior Newton, au susținut că în acest caz obiectul se odihnește pentru că există forţele care se opun obiectului, în timp ce obiectul însuși încearcă să-și mențină starea de mișcare.

Galileo Galilei a fost un pionier în dezvoltarea ideilor despre inerție în fizica clasică.

Ce este masa

Mass-ul are mai multe descrieri diferite în fizică, iar într-una din aceste descrieri, masa este o măsurare cantitativă a inerției. Cu cât este mai mare masa pe care o are un obiect, cu atât mai dificilă este ca o forță să schimbe starea de mișcare a obiectului (atunci când spunem "starea de mișcare" aici, că include "starea de repaus"). Atunci când masa este folosită ca măsurătoare de inerție, se numește masa inerțială. În fizica clasică apare conceptul de masă inerțială Al doilea lege de mișcare a lui Newton.

Conform celei de-a doua legi a lui Newton, dacă o forță rezultantă  acționează asupra unui obiect de masă , ar da o accelerare  la obiect în direcția forței. Aceste cantități sunt legate de:

O accelerație este o schimbare în starea de mișcare a obiectului. Conform acestei formule, este necesară o forță mai mare pentru a da aceeași accelerație unui corp care are o masă mai mare. Deci aici, masa este cantitatea care rezistă modificărilor la starea de mișcare a corpului și, prin urmare, masa este o măsurătoare a inerției.

Cu toate acestea, masa este de asemenea utilizat într-un alt context: să cuantifice forțele de atracție gravitațională între obiecte. În acest sens, termenul masa gravitațională activă se referă la cât de puternic este un câmp gravitațional pe care un obiect îl poate produce. Termenul masa gravitațională pasivă descrie cât de puternic interacționează un obiect cu câmpul gravitațional stabilit de un alt obiect. În fizica clasică, valorile "masei" folosite în Legea gravității lui Newton sunt aceste mase gravitaționale. Deși semnificația este de masă conceptual diferite în aceste două contexte, în conformitate cu principiul echivalenței în relativitatea generală, masele gravitaționale și inerțiale ale obiectelor sunt echivalente. Experimental, echivalența dintre masa gravitatională și cea inerțială a fost confirmată la o precizie ridicată de 5 părți în 10^{14 [1]}.

Care este relația dintre masă și inerție

Inerţie este o descriere calitativă care descrie capacitatea unui obiect de a rezista schimbărilor la starea sa de mișcare. 

Masa este o cantitate fizică care indică inerția unui obiect. Este cantitativ.

Masa descrie nu numai capacitatea obiectului de a rezista modificărilor la starea sa de mișcare, dar și de modul în care obiectele interacționează cu forțele gravitaționale. Tehnic, inerţie nu este preocupat de modul în care un obiect interacționează cu forțele gravitaționale. Totuși, se pare că abilitatea unui obiect de a rezista schimbărilor în mișcare și capacitatea sa de a interacționa prin gravitate sunt echivalente cantitativ.

Referințe

1. O'Donnell, P. J. (2015). Dinamica esențială și relativitatea. Taylor & Francis.

Image Courtesy

"Portret Galileo Galilei" de Justus Susterman (1597-1681) [Domeniul Public], prin Wikimedia Commons