Свойства массы в рамках классической механики

Масса — физическая величина, неотделимо присущая материи и определяющая её инерционные, энергетические и гравитационные свойства. В классической физике строго подчинена закону сохранения, на основе которого строится классическая механика. В квантовой механике — особая форма энергии и, в таком виде, также предмет закона сохранения (массы-энергии).

Масса обозначается латинской буквой m

Единицей измерения массы в системе СИ является килограмм. В гауссовой системе масса измеряется в граммах. В атомной физике принято приравнивать массу к атомной единице массы, в физике твердого тела — к массе электрона, в физике высоких энергий массу измеряют в электронвольтах. Кроме этих единиц существует огромное количество исторических единиц массы, сохранившихся в отдельных сферах использования: фунт, унция, карат, тонна и тому подобное. В астрономии единицей для сравнения масс небесных тел служит масса Солнца.

Массой тела называется физическая величина, характеризующая его инерционные и гравитационные свойства.

В классической физике масса является мерой количества вещества., содержащегося в теле. Здесь справедлив закон сохранения массы: масса изолированной системы тел не меняется со временем и равна сумме составляющих ее масс тел.

В механике Ньютона массой тела называют скалярную физическую величину, которая является мерой инерционных его свойств и источником гравитационного взаимодействия. В классической физике масса всегда является положительной величиной.

Масса – аддитивная величина, что означает: масса каждой совокупности материальных точек (( m ) ) равна сумме масс всех отдельных частей системы (( m_i ))

[ m=sumlimits_{i=1}^{n}{m_i} ]

В классической механике считают:

  • масса тела не является зависимой от движения тела, от воздействия других тел, расположения тела;
  • выполняется закон сохранения массы: масса замкнутой механической системы тел неизменна во времени.

Как мера инертности тела, масса входит во второй закон Ньютона, записанный в упрощенном (для случая постоянной массы) виде:

[ LARGE m = dfrac{F}{a} ]

где ( a ) — ускорение, а ( F ) — сила, что действует на тело

Виды массы

Строго говоря, существует две различные величины, которые имеют общее название «масса»:

  • Инертная масса характеризует способность тела сопротивляться изменению состояния его движения под действием силы. При условии, что сила одинакова, объект с меньшей массой легче изменяет состояние движения, чем объект с большей массой. Инертная масса фигурирует в упрощенной форме второго закона Ньютона, а также в формуле для определения импульса тела в классической механике.
  • Гравитационная масса характеризует интенсивность взаимодействия тела с гравитационным полем. Она фигурирует в ньютоновском законе всемирного тяготения.

Хотя инертная масса и гравитационная масса является концептуально разными понятиями, все известные на сегодняшний день эксперименты свидетельствуют, что эти две массы пропорциональны между собой. Это позволяет построить систему единиц так, чтобы единица измерения всех трех масс была одна и та же, и все они были равны между собой. Практически все системы единиц построены по этому принципу.

В общей теории относительности инертная и гравитационная массы считаются полностью эквивалентными.

Инертность — свойство различных материальных объектов приобретать разные ускорения при одинаковых внешних воздействиях со стороны других тел. Присуща разным телам в разной степени. Свойство инертности показывает, что для изменения скорости тела необходимо время (расстояние). Чем труднее изменить скорость тела, тем оно инертнее.

Масса – скалярная величина, являющаяся мерой инертности тела при поступательном движении. (При вращательном движении — момент инерции). Чем инертнее тело, тем больше его масса. Определенная таким образом масса называется инертной (в отличие от гравитационной массы, определяющейся из закона Всемирного тяготения).

Масса элементарных частиц

Масса, вернее масса покоя, является важной характеристикой элементарных частиц. Вопрос о том, какими причинами обусловлены те значения массы частиц, наблюдаемых на опыте, является важной проблемой физики элементарных частиц. Так, например, масса нейтрона несколько больше массы протона, что обусловлено, разницей во взаимодействии кварков, из которых состоят эти частицы. Примерное равенство масс некоторых частиц позволяет объединять их в группы, трактуя как различные состояния одной общей частицы с различными значениями изотопического спина.

Интересуетесь топовыми гаджетами и популярными технологическими новинками?👍 Подписывайтесь на телеграм канал @upkitai ( ссылка t.me/upkitai )

Насколько полезен индекс массы тела (ИМТ) в определении общего состояния здоровья? Врачи говорят – это один из базовых показателей, на основании которого можно делать прогнозы, но корректно определяет проблемы этот показатель не у всех групп населения. Поэтому оценивать ИМТ нужно только совместно с другими показателями.

Вы знаете свой ИМТ? 

Все чаще люди контролируют свое состояние здоровья, регулярно проверяя уровень сахара крови и липидный профиль (уровень холестерина и триглицеридов). В комбинации с ИМТ и объемом талии эти показатели могут стать достаточно информативными показателями состояния здоровья, могут помочь в прогнозировании рисков развития серьезных проблем – диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и метаболического синдрома. 

Если вы не знаете свой ИМТ, вы можете использовать калькуляторы ИМТ, доступные в Интернете, где нужно только подставить свои значения. Все, что вам нужно, это ваш рост и вес. Или вы можете рассчитать индекс самостоятельно, используя эту формулу:

ИМТ = (масса тела в кг) / (Рост в м)2.

Рассчитав свой индекс нужно знать, как с его помощью можно оценить состояние здоровья. 

Что означает ваш ИМТ

Чтобы понять, что обозначает ваш ИМТ, полезно немного углубиться в теорию и понять, что он измеряет и почему.

ИМТ — это расчет особенностей телосложения, содержания жира с учетом вашего роста и веса. Несколько лет назад врачи использовали диаграммы, в которых предлагалось найти свой рост по левой стороне, а затем провести пальцем вправо, чтобы увидеть свой «идеальный вес» из вариантов, перечисленных под маленькими, средними или большими размерами «нормы».

Эти графики взяты из медицинской статистики, сложные расчеты, которые ученые используют для определения вероятности достижения преклонного возраста на основе данных, полученных от тысяч людей. Эти диаграммы были громоздкими в использовании, и никогда не было ясно, как определить, насколько критичны колебания показателей конкретного человека. 

ИМТ делает нечто подобное — он выражает взаимосвязь между вашим ростом и весом как единое число, не зависящее от границ нормы «от и до». В медицине и ЗОЖ он является довольно новым показателем здоровья, его стали использовать для прогнозов в отношении состояния здоровья не так давно.

Каков нормальный ИМТ?

  • Нормальный ИМТ составляет от 18,5 до 25;
  • Человек с ИМТ от 25 до 30 считается страдающим избыточным весом; 
  • Пациент с ИМТ более 30 уже страдает ожирением. 
  • Считается, что человек имеет недостаточный вес, если его ИМТ меньше 18,5.

Как и большинство других показателей здоровья, ИМТ не является идеальным тестом. Например, результаты могут искажаться при беременности или у людей, профессионально занимающихся спортом и имеющих большой объем мышечной массы. Кроме того, этот показатель может быть плохим способом оценки здоровья детей или пожилых людей. Поэтому, его нужно оценивать вместе с другими показателями. 

В целом, чем выше ИМТ, тем выше риск развития ряда состояний, связанных с лишним весом, в том числе:

  • диабет
  • артрит
  • заболевания печени (включая жировой гепатоз)
  • несколько типов рака (например, груди, толстой кишки и простаты)
  • высокое артериальное давление (или гипертензия)
  • высокий уровень холестерина
  • синдром апноэ во сне.

По данным ВОЗ, почти 3 миллиона человек во всем мире ежегодно погибают из-за избыточного веса или ожирения. Кроме того, независимо от какого-либо конкретного заболевания, люди с высоким ИМТ часто сообщают о том, что чувствуют себя лучше как физически, так и психологически, когда они теряют лишний вес.

Аргументы, почему ИМТ может не иметь значения

Важно понимать, что сам по себе ИМТ не является показателем «здоровья» или физиологического состояния (например, артериального давления в состоянии покоя), которое указывает на наличие (или отсутствие) заболевания. Это просто мера – количество жира в теле. Многие люди имеют высокий или низкий ИМТ и здоровы и, наоборот, многие люди с нормальным ИМТ нездоровы. Фактически, человек с нормальным ИМТ, который курит и имеет плохую семейную историю сердечно-сосудистых заболеваний, может иметь более высокий риск ранней смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, чем тот, кто имеет высокий ИМТ, но не курит и в хорошей физической форме.

И еще есть «парадокс ожирения». Некоторые исследования показали, что, несмотря на тот факт, что риск определенных заболеваний увеличивается с повышением ИМТ, люди на самом деле имеют тенденцию жить в среднем дольше, если их ИМТ немного выше.

Все мы разные и ИМТ несовершенен

ИМТ имеет свои ограничения, потому что он не измеряет напрямую жировые отложения или мышцы. Два человека могут иметь одинаковый ИМТ, но разный процент жира в организме. Например, культурист с большой мышечной массой и низким процентом жира в организме может иметь такой же ИМТ, как и человек, у которого больше жира. Однако ИМТ 30 или выше обычно указывает на избыток жира в организме практически для всех людей.

Важно, где концентрируется жир

Также важно, как распределяется вес человека по телу. Люди, которые копят лишний жир посередине тела, вокруг талии, имеют больший риск развития сердечно-сосудистых заболеваний по сравнению с людьми, которые копят его на руках и ногах, спине, ягодицах. Поэтому, наряду с ИМТ нужно еще измерять окружность талии.

  • Обхват талии мужчины должен быть менее 101 см.
  • Окружность талии женщины должна быть менее 88 см.

Чем больше вы весите и чем больше жира на животе, тем тяжелее вашему сердцу работать, чтобы дать клеткам тела питательные вещества. 

Должны ли мы перестать придавать такое большое значение ИМТ?

Автор: Алена Парецкая, врач-иммунолог, специалист по питанию

ДомойРазвлеченияЧто такое масса в физике? Виды массы, формулы, масса в современной физике

Масса в физике является одним из основных понятий, которое используется во многих законах динамики и статики. Поэтому необходимо четко разобраться, что это за величина. В данной статье рассматривается подробно вопрос, что такое масса в физике. Итак, приступим.

Виды, значение

Что такое масса в физике? Кратко можно сказать, что под этим термином понимают физическую величину, присущую материи. Она определяет ее гравитационные, инерционные и энергетические свойства. Масса измеряется в килограммах в системе СИ.

Проявляет себя эта величина несколькими способами. Во-первых, существует так называемая инерционная масса. Она определяет возможность изменять скорость тела при воздействии внешней силы на него и рассчитывается по такой формуле: m=F/a. Где a — ускорение, которое возникает в результате действия силы F. Чем больше инерционная масса, тем сложнее разогнать тело и труднее остановить его.

Еще одной формулой, которая дает ответ на вопрос, как найти в физике массу (инерционную), является следующая: m=p/v. Где p — импульс тела, v — скорость.

Во-вторых, следует сказать о гравитационной массе. Что такое в физике обозначает этот термин? Это величина, которая является коэффициентом пропорциональности в формуле для силы гравитационного притяжения между двумя телами. Эта формула называется законом всемирного тяготения, записывается так: F=G*m1*m2 /r2. Здесь r — расстояние между телами, G — постоянная гравитации. Массы m1 и m2 показывают интенсивность силы притяжения F.

Наконец, в-третьих, масса — это величина, описывающая энергию, заключенную в телах. Интерпретация этих величин как единой материи стала возможной благодаря появлению теории относительности Эйнштейна и развитию атомной отрасли промышленности.

В настоящее время в результате анализа большого количества экспериментальных данных доказано, что все описанные виды массы являются одной и той же характеристикой. Например, разница между инерционной и гравитационной величиной находится в области погрешности измеряемых приборов.

Масса и вес

При рассмотрении вопроса, что такое масса в физике, выше было сказано, что она пропорциональна количеству вещества, но не является им. Здесь же скажем, что вес тела пропорционален его массе, но ею не является.

Эти понятия часто путают между собой. Когда мы измеряем свою массу тела в килограммах с помощью каких-либо весов, то на самом деле мы определяем вес. Под последним понимают значение силы, с которой тело давит на опору или с которой растягивает нить, прикрепленную к нему.

Вес тела по абсолютной величине совпадает с силой тяжести. Расчет его выполняется по формуле: P=m*g. Где g = 9,81 м/с2 — ускорение, которое всем телам сообщает притяжение нашей планеты вблизи ее поверхности. Последняя формула позволяет определить массу: m=P/g.

Весы для измерения массы

Весы напольные, электронные, ручные, используемые для измерения массы тела в физике, откалиброваны специальным образом. Они показывают сразу килограммы. То есть, пересчитывают вес в массу по формуле, представленной в пункте выше. Вот так устроены эти приборы.

Другим способом измерения массы являются весы с двумя плечами рычага. Для определения рассматриваемой величины с помощью таких устройств используют набор эталонных гирь. Ими стараются уравновесить измеряемое тело.

Расчет массы через плотность и объем

Как найти массу в физике? Вычислить эту величину можно не только применяя различные формулы, в которые входят значения действующих на тело сил. Как было отмечено, рассматриваемая характеристика зависит линейно от количества вещества. Последнее занимает некоторую часть пространства, которая называется объемом. А друг с другом они связаны через плотность. Поясним подробнее.

Соответствующая формула, связывающая объем, массу и плотность в физике, выглядит так: m=ρ*V.

Если два тела обладают одинаковым объемом, но имеют разную плотность, то масса того тела будет больше, у которого плотность выше. Примером таких материалов являются дерево и металл или пух и камень. Соответственно, увеличение объема тела при постоянной плотности приводит к возрастанию его массы. Это доказывает аддитивность последней.

Масса и бозон Хиггса

В настоящее время в физике существует актуальная и важная задача, которая заключается в создании единой физической теории наблюдаемой Вселенной. Эта теория должна будет объединить все существующие виды взаимодействия, их насчитывается четыре, три из них уже агрегированы — это ядерное (сильное), слабое и электромагнитное. Проблема возникла при описании в рамках полученной теории явления гравитации.

Она связана прямым образом с массой тела. Причиной существования последней является так называемый бозон Хиггса. Эта элементарная частица, взаимодействуя с пространством и временем, приводит к его искривлению, что проявляется в виде явления массы. Бозон Хиггса был обнаружен в результате экспериментов на большом коллайдере в ЦЕРН. В настоящее время многие группы ученых работают над проблемой создания общей теории, в которой массе будет отведена ключевая позиция.

Источник: Navolne

</ul></ul>

Поделиться ссылкой:
Масса —
скалярная физическая величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел в ситуациях, когда их скорость намного меньше скорости света (величина, показывающая, как тело сопротивляется изменению скорости и как участвует в гравитационном взаимодействии).
Калькулятор масс. Перевод единиц измерения массы (мг, г, кг, т и т.д.)
Введите массу (mm)
Результат перевода единиц измерения масс (mm)
Результаты работы калькулятора массы при переводе в другие единицы измерения массы:
Примеры результатов работы калькулятора массы:

/ 15000000000 мг = 15000 кг // 3.50336 г = 0.00350336 кг // 888888 мг = 888.888 г // 6777 мг = 0.006777 кг // 120 мг = 1.2E-7 т // 15000000000 мг = 15000000 г /

Поделится ссылкой на расчет:

Одна из важнейших величин в физике.

Официальным эталоном массы «1 кг» по 2018 год служил конкретный объект (цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм из платино-иридиевого сплава 90 % платины, 10 % иридия) и по соглашению, если приложенная к эталону сила обеспечивает ускорение 1 м/с2, то такая сила имеет величину 1 Н.

Данным соглашением задаётся единичная сила — приложив её к упомянутой пружине, можно прокалибровать последнюю и использовать для измерений. Инертная масса любого исследуемого тела находится затем как  F / a (по второму закону Ньютона): достаточно знать ускорение a при каком-то одном значении силы F.

  • миллигра́мм — обозначение в России: мг; международное: mg . Дольная единица измерения массы в Международной системе единиц СИ, 1 тысячная часть грамма, и, соответственно, 1 миллионная доля килограмма
  • грамм — Обозначение в России: г; международное: g . Одна из основных единиц системы СГС, дольная единица массы в Международной системе единиц (СИ). Кратная единица грамма, килограмм (1000 граммов);
  • килограмм —  Обозначение в России: кг; международное: kg. Одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Широко применяется в инженерных расчетах;
  • тонн —  Обозначение в России: т; международное: t. В Российской Федерации допущена к использованию наряду с единицами Международной системы единиц (СИ) без ограничения срока и области применения. Единица массы и одна из основных единиц в системе МТС. Широко применяется при эксплуатации производственных объектов;
Порядок единиц измерения Единицы измерения
мг г кг
10
1 00
1 000  1 г 1 кг 1 т
10 000
1 000 000 1 кг 1 т

В классической механике можно встретить два понятия массы:

    • инертная масса характеризует способность тела сопротивляться изменению состояния его движения под действием силы. Инертная масса фигурирует в упрощенной форме второго закона Ньютона, а также в формуле для определения импульса тела в классической механике (см. справку по силе).
    • гравитационная масса характеризует интенсивность взаимодействия тела с гравитационным полем. Она фигурирует в ньютоновском законе всемирного тяготения (см. справку по силе).
    • Атомная единица массы (а. е. м., дальтон) = 1,660 538 921(73)⋅10−27 кг = 1,660 538 921(73)⋅10−24 г.;
    • Солнечная масса M☉ = 1.98847(7)⋅1030 кг;
    • Электронвольт, 1 эВ = 1,782 661 845(39)⋅10−36 кг.
    • Масса электрона me = 9,109 382 91(40)⋅10−31 кг.
    • Масса протона mp = 1,672 621 777(74)⋅10−27 кг.
    • Планковская единица массы MPl = 2,176 51(13)⋅10−8 кг.

Устройство или прибор для определения массы тел называется весами. Масса тела определяется по действующему на прибор весу, приближённо считая его равным силе тяжести. Вес тела может быть определён как через сравнение с весом эталонной массы (как в рычажных весах), так и через измерение этой силы через другие физические величины.

По принципу действия, различают:

    • рычажные;
    • пружинные;
    • тензометрические весы (для расчёта массы предмета используют сравнение показателей электрического сопротивления, которое возникает при взвешивании);
    • гидростатические ( на основе действия закона Архимеда);
    • гидравлические (основаны на измерении давления в жидкости, возникающего при помещении предмета на специальный поршень или платформу).
Введите силу (F1)
Перевод единиц измерения силы онлайн
Введите ускорение (af)
Перевод единиц измерения ускорения онлайн
Результат расчета массы (mf)
Перевод единиц измерения массы онлайн
Формула расчета массы :
Поделится ссылкой на расчет массы:
Скачать результат расчета массы :

pdf-256_32_35904.png

Введите объем (V2)
Перевод единиц измерения объема онлайн
Введите плотность (pl2)
Перевод единиц измерения плотности онлайн
Результат расчета массы (m2)
Перевод единиц измерения массы онлайн
Формула расчета массы :
Поделится ссылкой на расчет массы:
Скачать результат расчета массы :

pdf-256_32_35904.png

Отзывы, рекомендации, замечания по работе программ (калькуляторов) и добавлению новых можно оставлять в комментариях.  

Поделиться ссылкой:

Используемые источники:

  • https://calcsbox.com/post/cto-takoe-massa.html
  • https://zdravcity.ru/blog-o-zdorovie/kak-opredelit-sostoyanie-zdorovya-po-indeksu-massy-tela/
  • https://klevo.net/chto-takoe-massa-v-fizike-vidy-massy-formuly-massa-v-sovremennoj-fizike/
  • https://gidrotgv.ru/spravka-po-masse-vidy-mass-edinicy-izmereniya-massy-konvektor-velichin-massy/