Massa
De WikiLingua.net
La massa és la magnitud que cuantifica la quantitat de matèria d'un cos. La unitat de massa, en el Sistema Internacional d'Unitats és el quilogram (Kg). No ha de confondre's amb el pes, que és una força.
El concepte de massa sorgeix de la confluència de dues lleis, la llei Gravitación Universal de Newton i la 2ª Llei de Newton (o 2º "Principi"): segons la llei de la Gravitación de Newton, l'atracció entre dos cossos és proporcional al producte de dos constants, denominades "massa gravitatoria", una de cadascun d'ells, sent així la massa gravitatoria una propietat de la matèria en virtut de la qual dos cossos s'atreuen; per la 2ª llei (o principi) de Newton, la força aplicada sobre un cos és directament proporcional a l'acceleració que sofreix, denominant-se a la constant de proporcionalidad "massa inercial" del cos.
No és obvi que la massa inercial i la massa gravitatoria coincideixin. No obstant això tots els experiments mostren que sí. Per a la física clàssica aquesta identitat era accidental. Ja Newton, per a qui pes i inèrcia eren propietats independents de la matèria, va proposar que ambdues qualitats són proporcionals a la quantitat de matèria, a la qual va denominar "massa". No obstant això para Einstein, la coincidència de massa inercial i massa gravitacional, va anar una dada crucial i un dels punts de partida per a la seva teoria de la Relatividad i per tant per a la comprensió de la naturalesa. Segons Einstein aquesta identitat significa que "la mateixa qualitat d'un cos es manifesta d'acord amb les circumstàncies com inèrcia o com pes". Això va portar a Einstein a enunciar el "principi d'equivalencia": les lleis de la naturalesa han d'expressar-se de manera que sigui impossible distingir entre un camp gravitatorio uniforme i un sistema referencial accelerat. Així doncs, "massa inercial" i "massa gravitatoria" són indistinguibles i, consequentment, cap un únic concepte de "massa" com sinònim de "quantitat de matèria" segons va formular Newton.
Per tant, en paraules de D.M. MacMaster, la massa és l'expressió de la quantitat de matèria d'un cos, revelada pel seu pes o per la quantitat de força necessària per a produir en un cos certa quantitat de moviment en un temps donat . [1]
En la física clàssica, la massa és una constant del cos. En física relativista és funció de la velocitat que el cos posseeix respecte a l'observador. A més, la física relativista demostra la relació de la massa amb l'energia i queda provada per les reaccions nuclears, per exemple per l'explosió d'un arma nuclear, quedant palesa la massa com una magnitud que trasciende a la massa inercial i a la massa gravitacional.
És un concepte central en la química, la física i disciplines afins.
Taula de continguts |
[editar] Massa inercial
La massa BB inercial ve determinada per la Segona i Tercera Llei de Newton. Donats dos cossos, A i B, amb masses inerciales mA (coneguda) i mB (que es desitja determinar), en la hipòtesi diu que les masses són constants i que ambdós cossos estan aïllats d'altres influències físiques, de manera que l'única força present sobri A és la qual exerceix B, denominada FAB, i l'única força present sobre B és la qual exerceix A, denominada FBA, d'acord amb la Segona Llei de Newton:
.
on a A i a B són les acceleracions d'i B, respectivament. És necessari que aquestes acceleracions no siguin nul·les, és a dir, que les forces entre els dos objectes no siguin iguals a zero. Una forma d'assolir-ho és, per exemple, fer col·lisionar els dos cossos i efectuar els mesuraments durant el xoc.
La Tercera Llei de Newton afirma que les dues forces són iguals i oposades:
.
Substituint en les ecuaciones anteriors, s'obté la massa de B com
.
Així, el mesurar a A i a B permet determinar mB en relació amb m A, que era el buscat. El requisit que a B sigui distint de zero fa que aquesta ecuación quedi ben definida.
En el raonament anterior s'ha suposat que les masses d'i B són constants. Es tracta d'una suposició fonamental, coneguda com la conservació de la massa, i es basa en la hipòtesi que la matèria no pot ser creada ni destruïda, només transformada (dividida o recombinada). No obstant això, de vegades és útil considerar la variació de la massa del cos en el temps; per exemple, la massa d'un coet decrece durant el seu llançament. Aquesta aproximació es fa ignorant la matèria que entra i surt del sistema. En el cas del coet, aquesta matèria es correspon amb el combustible que és expulsat; la massa conjunta del coet i del combustible és constant.
[editar] Massa gravitacional
Considerin-se dos cossos A i B amb masses gravitacionales MA i MB, separats per una distancia |rAB|. La Llei de la Gravitación de Newton diu que la magnitud de la força gravitatoria que cada cos exerceix sobre l'altre és.2}" src="../../../../math/0/9/d/09d18ebc2136ca243a48775a38103d69.png" /\>