Масса

Бу атны (неда терминни) башха магъаналары да барды, къарагъыз: Масса (магъаналары).

Бу термин бла аджашдырма: Ауурлукъ.

Масса
Символ	$M,m$
Ёлчемлик	М
Ёлчелеу бирим
ЁС	кг
СГС	г

Ма́сса — скаляр физикалыкъ уллулукъду, затны терклиги джарыкълыкъны терклигинден иги таннга аз болса, аны инерт эмда гравитациялыкъ энчиликлерин айгъакълайды^[1]. Тюз джашауда эмда XIX ёмюрню физикасында масса бла ауурлукъ синонимледиле^[2].

Механиканы «энергия» эмда «импульс» кибик ангыламлары бла къысха байламлы болгъаны себебли, масса табигъатда эки тюрлю мадар бла белгиленеди, ол аны эки тюрлю ангыламгъа бёлюрге амал береди:

инерт масса затланы инертликлерин белгилейди эмда Ньютонну экинчи законунда белгилеуде орун алады: белгиленнген кюч тергеуню инерциялыкъ системасында тюрлю-тюрлю затланы бирча терклендире эсе, аланы бирча инерт массалары барды дерге боллукъду;
гравитациялыкъ масса (пассив эмда актив) затны къаллай кюч бла тыш тартылыу къырла бла къалай иш бирлик этгенин^[3] эмда затны кесини къаллай гравитациялыкъ къыр болдургъанын кёргюзеди^[4], ол бютеудуния тартылыуну законуна киреди эмда массаны ёлчелеуюн чегиу бла этилиуюню тамалында салыннганды.

Алай болса да эксперимент халда, уллу кескинлик бла гравитациялыкъ эмда инерт массаланы перпендикулярлыкълары бегитилгенди^[5]^[6], эмда биримлери келишдирилсе теорияда ала бири-бирине тенгдиле. Ол себебден «джангы физиканы» юсюнден сёз бармаса, «масса» термин хайырландырылады эмда m белгилеу ангылатылмагъанлай джюрютюледи.

Бютеу макроскопик объектлени, турмуш затланы, эмда элементар кесекчиклени (электронла, нейтронла э.б.) асламысыны массасы болады, алай а ахыр айтылгъанны ичинде массасызла да тюбейдиле (юлгюге, фотонла). Кесекчикледе масса болууун, аланы Хиггсни къыры бла иш бирлик этиую бла ангылатылады.

2019-чу джылгъа дери орун алгъан, килограммны халкъла арасы эталону. Цилиндр шекелде этилгенди, диаметри бла мийиклиги 39,17 мм.
Материалы — эритмеди, 90 % платина эмда 10 % иридийди.
Эталон, Мардала бла ауурлукъланы халкъла арасы бюросуну Севрдеги штаб-фатарында сакъланады

Классика механикада масса

Инерт массаны бош айгъакълауу

Массаны уллулугъу релятивист болмагъан Ньютонну экинчи законуну ачыкълауна киреди F = ma, ол кюч бла, аны чакъыргъан терклениу арасында байлам береди. Белгиленнген закон, бир заманда «кюч-терклениу» келишиуню сызлы болгъанын бегитиу бла бирге инерт массаны айгъакълауун да чыгъарады. Ол заманда кюч логикалыкъ не Ньютонну законуна неда «терклениу» ангыламгъа байламлы болмай айгъакъланады^[7]: энчи тест пружинни деформациясына тенг болады (калибр этиучю керелеучюге дери кескинлик бла).

Масса килограммла бла ёлчеленирге боллукъду. Официал «1 кг» массаны эталону болуб 2018-чи джылгъа дери белгили объект болгъанды (башыракъда суратха къара); келишиу бла, эталоннга салыннган кюч 1 м/с² терклениуню баджарала эсе, быллай кючню 1 Н уллулугъу барды. Бу келишиу бла бирли кюч бериледи — аны, аллында белгиленнген пружиннге салыб, пружинни калибровка этиб, ёлчелеуледе хайырланыргъа боллукъду. Къаллай да болсун тинтилген затны инерт массасы F / a халда табылады: кючню къайсы болса да бир магъанасында терклениуню билиу джетеди.

2018-чи джылда алимле килограммны Международном бюро мер и весов во Франции с 1889 года. Теперь единица массы определяется с помощью постоянной Планка. Для создания нового эталона массы применяются весы Киббла — устройство, которое определяет, какой ток нужен для того, чтобы создать электромагнитное поле, способное уравновесить чашу с тестируемым эталоном^[8]. Старый эталон отныне играет роль очень точной гири.

Гравитационная масса. Принцип эквивалентности

Википедияда бу теманы юсюнден энчи статья барды: Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции.

По своему смыслу гравитационная масса — характеристика тел в классической механике, являющаяся мерой их гравитационного взаимодействия

F_{gr}=G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}},

где G — гравитационная постоянная (константа Ньютона), r — расстояние между материальными точками, обладающими гравитационными массами $m_{1}$ и $m_{2}$ .

Первая проверка пропорциональности гравитационной и инертной масс была выполнена Галилеем, изучавшим свободное падение. Согласно опытам Галилея, все тела, независимо от их массы и материала, падают с одинаковым ускорением. Сейчас эти опыты можно трактовать так, что увеличение силы, действующей на более массивное тело со стороны гравитационного поля Земли, полностью компенсируется увеличением его инертных свойств. Позднее на пропорциональность двух видов массы обратил внимание Ньютон, он же впервые доказал, что эта пропорциональность выдерживается с точностью не хуже 0,1 %^[9].

С учётом сказанного раздельных единиц для гравитационной и инертной массы не вводят, а коэффициент их пропорциональности принят равным 1 с надлежащим подбором константы G. На сегодня пропорциональность (условно говоря, «равенство масс») экспериментально проверена с очень высокой точностью: чувствительность к относительной разности в лучшем эксперименте на 2009 год^[5]^[6] имеет порядок 10⁻¹³.

Подобные эксперименты привели к формулированию принципа эквивалентности:

Все явления в гравитационном поле происходят точно так же, как в соответствующем поле сил инерции, если совпадают напряжённости этих полей и одинаковы начальные условия для тел системы.

имеющего два уровня глобальности охвата «всех явлений». Так называемый «сильный» принцип гласит: в каждой точке пространства-времени в произвольном гравитационном поле можно выбрать локально-инерциальную систему координат, такую, что в достаточно малой окрестности рассматриваемой точки законы природы будут иметь такую же форму, как и в неускоренных декартовых системах координат, где под «законами природы» подразумевают все законы природы. «Слабый» принцип отличается заменой слов «законы природы» словами «законы движения свободно падающих частиц». Слабый принцип — это не что иное, как другая формулировка наблюдаемого равенства гравитационной и инертной масс, в то время как сильный принцип представляет собой обобщение наблюдений за влиянием гравитации на любые физические объекты.

Единицы измерения массы

В Международной системе единиц (СИ) масса измеряется в килограммах. Единицей измерения массы в системе СГС является грамм (Шаблон:Frac килограмма). Вообще говоря, в любой системе измерения выбор основных (первичных) физических величин, их единиц измерения и их числа 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·с²/м (называлась «техническая единица массы» или «инерта»). В атомной физике и химии принято сравнивать [соотносить] массу с относительной атомной массой (а.е.м.), в физике твёрдого тела — с массой электрона (Атомная система единиц), 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 астрофизике единицей для сравнения масс небесных тел служит масса Солнца.

В некоторых естественных системах единиц в качестве единицы массы используются массы элементарных частиц: электрона или протона^[10]. В планковской системе единиц, также относящейся к естественным системам, единицей массы является планковская масса.

Массы 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.

Основные свойства массы как величины

Масса — одна из важнейших величин в физике. Это скалярная неотрицательная релятивистски инвариантная величина. По современным представлениям, масса эквивалентна энергии покоя (mc², где c — скорость света в вакууме). Масса входит в выражения кинетической энергии (mv²/2, где v — скорость) и импульса (mv) материальной точки.

Масса тела, выраженная в килограммах, численно примерно равна весу этого тела, выраженному в кгс (1 кгс ≈ 10 Н), когда оно покоится вблизи поверхности Земли. Поэтому в повседневных ситуациях слово «вес» нередко синонимизируется со словом «масса». Однако это разные понятия, и в общем случае численные значения массы и веса не совпадают, не говоря уже о различии размерностей. Например, при помещении предмета на обычные магазинные весы показания колеблются в течение нескольких секунд: в это время вес претерпевает изменения, а масса постоянна. Также возможны ситуации с нулевым весом и ненулевой массой одного и того же тела: в условиях невесомости вес всех тел равен нулю, а масса у каждого тела своя.

В классической механике масса инвариантна относительно смены системы отсчёта и аддитивна, то есть масса системы тел равна сумме масс составляющих её тел.

↑ Окунь Л. Б. Масса // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — Б. 50—52. — 672 б. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
↑ Дмитрий Иванович Сахаров, Михаил Иванович Блюдов. Физика для техникумов «Наука», 1969. С. 28.
↑ Неравенство пассивной гравитационной и инертной масс протяженного тела.
↑ Вебер Дж. — Общая теория относительности и гравитационные волны.
↑ ^5,0 ^5,1 Phys. Rev. Lett. 100, 041101 (2008): Test of the Equivalence Principle Using a Rotating Torsion Balance
↑ ^6,0 ^6,1 [1]Архивная копия от 21 октябрь 2016 на Wayback Machine [0712.0607] Test of the Equivalence Principle Using a Rotating Torsion Balance
↑ Матвеев А. Н. Механика и теория относительности. — М.: ОНИКС, 2003. — 432 с. — ISBN 5-329-00742-9 [гл. 5, §§ 19—20].
↑ Мировой эталон килограмма заменили. lenta.ru. Тинтилгенди: 13 декабрь 2018.
↑ Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — 2 изд., испр. и доп. М.: Просвещение, 1982. — 448 с. — Ч. 1, гл. 5..
↑ Tomilin K. A. Natural Systems of Units: To the Centenary Anniversary of the Planck System (ингил.). Proc. of the XXII Internat. Workshop on high energy physics and field theory (1999-06). Тинтилгенди: 22 декабрь 2016.

[1] Окунь Л. Б. Масса // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — Б. 50—52. — 672 б. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.

[2] Дмитрий Иванович Сахаров, Михаил Иванович Блюдов. Физика для техникумов «Наука», 1969. С. 28.

[3] Неравенство пассивной гравитационной и инертной масс протяженного тела.

[4] Вебер Дж. — Общая теория относительности и гравитационные волны.

[autogenerated1-5] 5,0 ^5,1 Phys. Rev. Lett. 100, 041101 (2008): Test of the Equivalence Principle Using a Rotating Torsion Balance

[autogenerated2-6] 6,0 ^6,1 [1]Архивная копия от 21 октябрь 2016 на Wayback Machine [0712.0607] Test of the Equivalence Principle Using a Rotating Torsion Balance

[7] Матвеев А. Н. Механика и теория относительности. — М.: ОНИКС, 2003. — 432 с. — ISBN 5-329-00742-9 [гл. 5, §§ 19—20].

[8] Мировой эталон килограмма заменили. lenta.ru. Тинтилгенди: 13 декабрь 2018.

[9] Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — 2 изд., испр. и доп. М.: Просвещение, 1982. — 448 с. — Ч. 1, гл. 5..

[10] Tomilin K. A. Natural Systems of Units: To the Centenary Anniversary of the Planck System (ингил.). Proc. of the XXII Internat. Workshop on high energy physics and field theory (1999-06). Тинтилгенди: 22 декабрь 2016.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]