У найширшому сенсі під масою тіла розуміють кількість речовини, що міститься в тілі. Вимірюється маса у кілограмах у загальноприйнятій Міжнародній системі одиниць СІ.
Еталон маси тіла
Еталон маси в 1 кілограм виготовлений зі сплаву, на 90% із платини та на 10% з іридію. Знаходиться цей стандарт в Міжнародному бюро заходів і терезів, неподалік Парижа. Має форму циліндра, висотою та діаметр якого рівні 39,17 мм.
Часто масу тіла називають вагою, що, строго кажучи, зовсім невірно. Плутанина викликана тим, що тіло масою 1 кг. має вагу в 1 кгс (кілограм-сила). Це позасистемна одиниця виміру і вона дорівнює силі, необхідної надання тілу масою 1 кг. прискорення, що дорівнює прискоренню g вільного падіння, приблизно 9,81 м/(с^2)
Різні визначення маси
У різних сферах та галузях фізики використовуються різні визначення маси:
- виходячи з II закону Ньютона, m = f / a, маса - це відношення сили, прикладеної до тіла і прискоренням, що повідомляється цією силою;
- виходячи із закону гравітації, це відношення сили тяжіння до прискорення вільного падіння, m = F/g, .
- у загальній фізиці та в теоріях відносності ще використовується визначення маси як відношення імпульсу P до швидкості v, m = P/v.
Маса є невід'ємною скалярною величиною. Маса фотона (частки, здатної існувати у вакуумі лише рухаючись зі швидкістю світла) вважається рівною нулю.
Існує безліч різних одиниць виміру маси, багато з них, як унція, карат, фунт, барель, мають своє історичне походження.
Маса тіла це скалярна фізична величина, що характеризує його інертність. Інертність – це властивості тіла змінювати свій стан. Чим більша маса тіла, тим легше змінити стан тіла.
Запишемо 2 закон Ньютона: a = F/m, де a-прискорення тіла під дією сили F.
З виразу бачимо, що чим більша маса тіла m, при однаковій силі F, що діє, тим менше прискорення тіла а. Чим більша маса тіла, тим менше воно змінює свій стан.
Маса тіла вимірюється у кілограмах.
1 кг це така маса тіла, при якій під дією на нього сили в F = 1 Ньютон тіло набуде прискорення в а = 1 м/с^2.
Маса тіла основна механічна величина, що визначає величину прискорення, що повідомляється тілу цією силою. М. тіл прямо пропорційні силам, які повідомляють їм рівні прискорення і обернено пропорційні прискоренням, що повідомляються їм рівними силами. Тому зв'язок між М.М. (т),силою f,та прискоренням a,можна виразити формулою т. е. М. чисельно дорівнює відношенню між рушійною силою і виробленим нею прискоренням. Величина цього відношення залежить виключно від тіла, що рухається, тому величина М. цілком характеризує тіло з механічного боку. Погляд на реальне значення М. змінювалося з плином розвитку науки; в даний час, в системі абсолютних механічних одиниць, М. приймається за кількість речовини, за основну величину, за якою вже визначається сила. З математичної точки зору байдуже, чи прийняти М. за абстрактний множник, на який треба помножити прискорювальну силу, щоб отримати силу рушійну, або за кількість речовини: обидва припущення призводять до однакових результатів; з фізичної ж точки зору, безсумнівно, краще останнє визначення. По-перше, М., як кількість речовини в тілі, має реальне значення, бо від кількості речовини в тілі залежать не тільки механічні, а й багато фізичних та хімічних властивостей тіл. По-друге, основні величини в механіці та фізиці повинні бути доступні безпосередньому, можливо, точному виміру; силу ми можемо вимірювати тільки пружинними силомерами - приладами не лише недостатньо точними, а й недостатньо надійними, внаслідок змін пружності пружин з плином часу. Важельні ваги не визначають самі собою абсолютної величини ваги, як сили, а лише відношення або рівність ваги (див. Вага і зважування) двох тіл. Навпаки, важільні ваги дають можливість вимірювати або порівнювати М. тіл, тому що внаслідок рівності прискорення падіння всіх тіл на одній і тій же точці землі, рівним ваги двох тіл відповідають рівні М. Врівноважуючи дане тіло необхідним числом прийнятих одиниць М., знайдемо абсолютну величину М. його. За одиницю М. прийнято нині у наукових трактатах грам (див.). Грам майже дорівнює М. одного кубічного сантиметра води при температурі найбільшої щільності її (при 4°С М. 1 куб. см води = 1,000013 г). За одиницею М. визначається і одиниця сили – динама, або, скорочено, – діна (див. Одиниці заходів). Сила f,повідомляє тграм аодиниць прискорення, що дорівнює (1 діні)× m× а = тадинам. Також визначається і вага тіла р,у дінах, по M. m,та прискорення вільного падіння g; p = mgдін. Однак, ми не маємо достатньо даних для безпосереднього порівняння кількостей різних речовин, наприклад дерева та міді, для перевірки, чи дійсно рівні М. цих речовин містять рівні їх кількості. Поки ми маємо справу з тілами з однієї й тієї ж речовини, ми можемо вимірювати кількість речовини в них за їх обсягами, за рівних. температурах, за вагою тіл, за силами, що повідомляють їм рівні прискорення, оскільки ці сили, за рівномірного розподілу по тілу, повинні бути пропорційні числу рівних частинок. Ця пропорційність кількості однієї й тієї ж речовини його ваги має місце і для тіл різних температур, оскільки нагрівання не змінює ваги тіла. Якщо ж ми маємо справу з тілами з різних речовин (одне з міді, інше з дерева і т. д.), то не можемо стверджувати ні пропорційності кількостей речовини обсягам цих тіл, ні пропорційності їх силам, які повідомляють їм рівні прискорення, оскільки різні речовини могли б мати різну здатність до сприйняття руху подібно до того, як вони мають різну здатність до намагнічування, до поглинання теплоти, до нейтралізації кислот тощо. Тому правильніше було б сказати, що рівні М. різних речовин містять еквівалентні кількості їх по відношенню до механічної дії – але байдуже щодо інших фізичних та хімічних властивостей цих речовин. Лише під однією умовою можна порівнювати кількості різнорідних речовин за їхньою вагою - це за умови поширення на них поняття відносної щільності тіл, що складаються з однієї й тієї ж речовини, але різних температур. Для цього необхідно припустити, що всі різнорідні речовини складаються з абсолютно однакових частинок, або початкових елементів, а всі різні фізичні та хімічні властивості цих речовин є наслідком різного угруповання і зближення цих елементів. Стверджувати чи заперечувати це ми маємо нині достатньо даних, хоча багато явищ говорять навіть у користь такий гіпотези. Хімічні явища по суті не суперечать цій гіпотезі: багато тіл, що складаються з різних простих тіл, представляють подібні фізичні і кристалічні властивості, і навпаки, тіла з однаковим складом з простих речовин представляють різні фізичні і частково навіть хімічні властивості, такі, напр., ізомерні тіла, що мають один і той же процентний склад з одних і тих же простих тіл, і алотропічні тіла, що представляють різновиди одного і того ж простого тіла (які, наприклад, вугілля, алмаз і графіт, що представляють різні стани вуглецю). Сила тяжкості, найбільш загальна з усіх сил природи, говорить на користь гіпотези єдності речовини, оскільки діє всі тіла однаково. Що всі тіла з однієї й тієї ж речовини повинні падати однаково скоро і вага їх повинна бути пропорційна кількості речовини, це зрозуміло; але звідси ніяк не слід, щоб і тіла з різних речовин падали також з однаковою швидкістю, оскільки тяжкість могла б діяти інакше, наприклад, на водяні частинки, ніж на цинкові, подібно до того, як магнітна сила діє по-різному на різні тіла. Спостереження показують, проте, що це тіла без винятку, у порожньому просторі одному й тому самому місці поверхні Землі, падають однаково швидко, отже, тяжкість діє на всі тіла так, ніби вони складалися з однієї й тієї ж речовини і розрізнялися лише числом частинок та розподілом їх у даному обсязі. У хімічних явищах з'єднання та розкладання тіл суми ваг їх залишаються незмінними; видозмінюється будова їх і взагалі властивості, що не належать до самої сутності речовини. Незалежність сили тяжіння від будови та складу тіл показує, що ця сила глибше проникає в сутність речовини, ніж усі інші сили природи. Тому вимірювання кількості речовини вагою тіл має повну фізичну основу. П. Фан дер Фліт.
Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона. - С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. 1890-1907 .
Дивитись що таке "Маса тіла" в інших словниках:
маса тіла- kūno masė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Tam tikro kūno masė. atitikmenys: англ. body mass vok. Körpermasse, f rus. маса тіла f pranc. masse du corps, f … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
маса тіла- kūno masė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. body mass vok. Körpermasse, f rus. маса тіла f pranc. masse du corps, f … Fizikos terminų žodynas
маса тіла- kūno masė statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Žmogaus svoris. Kūno masė yra labai svarbus žmogaus fizinės brandos, sveikatos ir darbingumo rodiklis, vienas pagrindinių fizinio issivystymo požymių. Kūno masė priklauso nuo amžiaus … Sporto terminų žodynas
Маса тіла- Один з основних показників рівня фізичного розвитку людини, що залежить від віку, статі, морфологічних та функціональних гено- та фенотипічних особливостей. Незважаючи на існування багатьох систем оцінки «нормальної» М. т., поняття… …
- (вага) в антропології одна з основних антропометричних ознак, що визначають фізичний розвиток … Великий Енциклопедичний словник
У поєднанні з іншими антропометричними ознаками [довжиною тіла (зростанням) та окружністю грудей] важливий показник фізичного розвитку та стану здоров'я. Залежить від статі, росту, пов'язана з характером харчування, спадковістю, … Велика Радянська Енциклопедія
- (Вага), в антропології одна з основних антропометричних ознак, що визначають фізичний розвиток. * * * МАСА ТІЛА ЛЮДИНИ МАСА ТІЛА ЛЮДИНИ (вага), в антропології одна з основних антропометричних ознак, що визначають фізичне… Енциклопедичний словник
- (Вага), в антропології один з осн. антропометрії, ознак, що визначають фіз. розвиток … Природознавство. Енциклопедичний словник
Надмірна маса тіла- Нагромадження маси тіла (переважно за рахунок жирової тканини) понад нормальну для даної людини, але до розвитку ожиріння. У лікарському контролі під І. м. т. розуміють перевищення норми на 1-9%. Проблема полягає, однак, у встановленні. Адаптивна фізична культура. Короткий енциклопедичний словник
ідеальна маса тіла- ideali kūno masė statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Konkrečių sporto šakų, rungčių, tikras funkcijas komandoje atliekančių žaidėjų kūno masės modelis. atitikmenys: англ. ideal body mass vok. ideale Körpermasse, f rus.… … Sporto terminų žodynas
Книги
- Школа здоров'я. Надмірна маса тіла та ожиріння (+ CD-ROM), Р. А. Єганян, А. М. Калініна. Видання включає керівництво для лікарів, які проводять школу здоров'я для осіб з надмірною масою тіла і ожирінням, з додатком на CD-ROM і матеріали для пацієнтів. У посібнику для…
« Фізика – 10 клас»
Інертність тіла.
Ми вже говорили про явище інерції.
Саме внаслідок інерції тіло, що покоїться, набуває помітної швидкості під дією сили не відразу, а лише за деякий інтервал часу.
Інертність- Властивість тіл по-різному змінювати свою швидкість під дією однієї і тієї ж сили.
Прискорення виникає одночасно, одночасно з початком дії сили, але швидкість наростає поступово.
Навіть дуже велика сила не може повідомити тілу відразу значну швидкість.
Для цього потрібен час.
Щоб зупинити тіло знову-таки потрібно, щоб сила, що гальмує, як би вона не була велика, діяла деякий час.
Саме ці факти мають на увазі, коли кажуть, що тіла інертніт. е. однією з властивостей тіла є інертність.
Маса.
Кількісною мірою інертності є маса.
Наведемо приклади простих дослідів, у яких дуже виразно проявляється інертність тіл.
1. На малюнку 2.4 зображено масивну кулю, підвішену на тонкій нитці.
Внизу до кулі прив'язана така сама нитка.
Якщо повільно тягнути за нижню нитку, то порветься верхня нитка: адже на неї діють і куля своїм тягарем, і сила, з якою ми тягнемо кулю вниз.
Однак якщо за нижню нитку дуже швидко смикнути, то обірветься саме вона, що на перший погляд досить дивно.
Але це просто пояснити.
Коли ми тягнемо за нитку повільно, то куля поступово опускається, розтягуючи верхню нитку доти, доки вона не обірветься.
При швидкому ривку з великою силою куля отримує велике прискорення, але його не встигає збільшитися скільки-небудь значно за той малий проміжок часу, протягом якого нижня нитка сильно розтягується і обривається.
Верхня нитка тому мало розтягується і залишається цілою.
2. Цікавий досвід із довгою палицею, підвішеною на паперових кільцях (рис. 2.5).
Якщо різко вдарити по ціпку залізним стрижнем, то палиця ламається, а паперові кільця залишаються неушкодженими.
3. Нарешті, найбільш, мабуть, ефектний досвід.
Якщо вистрілити в порожню пластмасову посудину, куля залишить у стінках правильні отвори, але посуд залишиться цілим.
Якщо ж вистрілити в таку ж посудину, заповнену водою, посудина розірветься на дрібні частини.
Це тим, що вода малостиснута і невелика зміна її обсягу призводить до різкого зростання тиску.
Коли куля швидко входить у воду, пробивши стінку судини, тиск різко зростає.
Через інертність води її рівень не встигає підвищитися, і збільшений тиск розриває посудину на частини.
Чим більша маса тіла, тим більша його інертність, тим складніше вивести тіло з початкового стану, тобто змусити його рухатися або, навпаки, зупинити його рух.
У кінематиці ми користувалися двома основними фізичними величинами – довжиною та часом.
Для одиниць цих величин встановлені відповідні зразки, порівнянням із якими визначаються будь-яка довжина та будь-який інтервал часу.
Одиницею довжини є метр, а одиницею часу – секунда.
Усі інші кінематичні величини немає еталонів одиниць.
Одиниці таких величин називаються похідними.
При переході до динаміки ми повинні запровадити ще одну основну одиницю і встановити її стандарт.
У Міжнародній системі одиниць (СІ) за одиницю маси - один кілограм (1 кг) - прийнято масу еталонної гирі зі сплаву платини та іридію, що зберігається у Міжнародному бюро мір та ваг у Півночі, поблизу Парижа.
Точні копії цієї гирі є у всіх країнах.
Приблизно масу 1 кг має вода об'ємом 1 л за кімнатної температури.
Легко здійсненні методи порівняння будь-якої маси з масою зразка шляхом зважування ми розглянемо пізніше.
Джерело: «Фізика – 10 клас», 2014, підручник Мякішев, Буховцев, Сотський
Динаміка - Фізика, підручник для 10 класу - Класна фізика
Поняття, з яким ми знайомі з раннього дитинства, - маса. І все ж таки в курсі фізики з її вивченням пов'язані деякі труднощі. Тому потрібно чітко визначити, як її можна впізнати? І чому вона не дорівнює вазі?
Визначення маси
Природно-науковий зміст цієї величини в тому, що вона визначає кількість речовини, яка міститься в тілі. Для її позначення прийнято використати латинську літеру m. Одиницею виміру у стандартній системі є кілограм. У завданнях та повсякденному житті часто використовуються і позасистемні: грам та тонна.
У шкільному курсі фізики відповідь на запитання: Що таке маса? дається щодо явища інерції. Тоді вона визначається, як здатність тіла чинити опір зміні швидкості свого руху. Тому масу ще називають інертною.
Що таке вага?
По-перше, це сила, тобто вектор. Маса ж є скалярною вагою завжди додана до опори або підвісу і спрямована в ту ж сторону, що і сила тяжіння, тобто вертикально вниз.
Формула для обчислення ваги залежить від того, чи рухається ця опора (підвіс). У разі спокою системи використовується такий вираз:
Р = m * g,де Р (в англійських джерелах використовується буква W) – вага тіла, g – прискорення вільного падіння. На землі g прийнято брати рівним 9,8 м/с 2 .
З неї може бути виведена формула маси: m = Р/g.
При русі вниз, тобто у напрямку дії ваги, його значення зменшується. Тому формула набуває вигляду:
Р = m(g – а).Тут "а" - це прискорення руху системи.
Тобто за рівності цих двох прискорень спостерігається стан невагомості, коли вага тіла дорівнює нулю.
Коли тіло починає рухатися нагору, то говорять про збільшення ваги. У цій ситуації виникає стан навантаження. Тому що вага тіла збільшується, а формула його виглядатиме так:
Р = m(g + а).
Як маса пов'язана із щільністю?
Рішення. 800 кг/м3. Для того, щоб скористатися вже відомою формулою, потрібно знати обсяг плями. Його легко вирахувати, якщо прийняти пляму за циліндр. Тоді формула обсягу буде такою:
V = π * r 2 * h.
Причому r – це радіус, а h – висота циліндра. Тоді обсяг вийде рівним 668 794,88 м 3 . Тепер можна порахувати масу. Вона вийде такою: 53 503 4904 кг.
Відповідь: маса нафти приблизно дорівнює 535 036 т.
Завдання №5.Умова: Довжина найдовшого телефонного кабелю дорівнює 15 151 км. Чому дорівнює маса міді, яка пішла на його виготовлення, якщо перетин дротів дорівнює 7,3 см2?
Рішення. Щільність міді дорівнює 8900 кг/м3. Об'єм знаходиться за формулою, що містить добуток площі основи на висоту (тут довжину кабелю) циліндра. Але спочатку потрібно перевести цю площу у квадратні метри. Тобто розділити дане число на 10000. Після розрахунків виходить, що обсяг кабелю приблизно дорівнює 11000 м 3 .
Тепер потрібно перемножити значення густини та об'єму, щоб дізнатися, чому дорівнює маса. Результатом виявляється число 97,9 млн кг.
Відповідь: маса міді дорівнює 97 900 т.
Ще одне завдання, пов'язане з масою
Завдання №6.Найбільша свічка масою 89867 кг була діаметром 2,59 м. Якою була її висота?
Рішення. Щільність воску - 700 кг/м3. Висоту потрібно знайти з тобто V потрібно розділити на твір π і квадрата радіусу.
А сам обсяг обчислюється за масою та щільністю. Він виявляється рівним 128,38 м3. Висота ж склала 24,38 м-коду.
Відповідь: висота свічки дорівнює 24,38 м-коду.
Вивченням відмінності між масою та вагою тілазаймався Ньютон. Він міркував так: ми чудово знаємо, що різні речовини, взяті в однакових обсягах, важать неоднаково.
Маса
Кількість речовини, що міститься у тому чи іншому предметі, Ньютон назвав масою.
Маса- те загальне, що притаманне всім без винятку предметам, - все одно, чи це будуть черепки від старого глиняного горщика або золотий годинник.
Наприклад, шматочок золота більш ніж удвічі важчий за такий самий шматочок міді. Мабуть, частинки золота, припустив Ньютон, здатні укладатися щільніше, ніж частинки міді, й у золоті вміщається більше речовини, ніж у такому за розмірами шматку міді.
Сучасні вчені встановили, що різна щільність речовин пояснюється лише тим, що частинки речовини покладено щільніше. Самі дрібні частинки - атоми - відрізняються за вагою один від одного: атоми золота важчі за атоми міді.
Чи лежить якийсь предмет нерухомо, чи вільно падає на землю, чи гойдається, підвішений на нитці, - його маса за всіх умов залишається незмінною.
Коли ми хочемо дізнатися, наскільки велика маса предмета, ми зважуємо його на звичайних торгових або лабораторних вагах з чашками і гирями. На одну чашку терезів кладемо предмет, а на іншу гирі і таким чином порівнюємо масу предмета з масою гир. Тому торговельні та лабораторні ваги можна перевозити куди завгодно: на полюс та на екватор, на вершину високої гори та у глибоку шахту. Всюди і скрізь, навіть на інших планетах, ці ваги показуватимуть правильно, тому що за їх допомогою ми визначаємо не вагу, а масу.
У різних точках землі можна виміряти пружинними вагами. Причепивши на гачок пружинних терезів якийсь предмет, ми порівнюємо силу тяжіння Землі, яку відчуває цей предмет, із силою пружності пружини. Сила тяжіння тягне вниз, (докладніше: ) сила пружини - вгору, і коли обидві сили врівноважуються, покажчик ваг зупиняється на певному розподілі.
Пружинні ваги вірні лише з тієї широті, де вони виготовлені. У всіх інших широтах, на полюсі та на екваторі вони показуватимуть різну вагу. Правда, різниця невелика, але вона все ж таки виявиться, тому що сила тяжіння на Землі не скрізь однакова, а сила пружності пружини, зрозуміло, залишається постійною.
На інших планетах ця різниця виявиться значною та помітною. На Місяці, наприклад, предмет, що важив на Землі 1 кілограм, потягне на пружинних терезах, привезених із Землі, 161 грам, на Марсі - 380 грамів, а на величезному Юпітері - 2640 грамів.
Чим більша маса планети, тим більше й сила, з якою вона притягує тіло, підвішене на пружинних вагах.
Тому так багато важить тіло на Юпітері і так мало на Місяці.