Comprendre les termes physiques et connaître les définitions des quantités joue un rôle important dans l'étude de diverses lois et pour résoudre des problèmes de physique. L'un des concepts fondamentaux est le concept de masse corporelle. Examinons de plus près la question: qu'est-ce que le poids corporel ?
Histoire
Compte tenu de la vision moderne de la physique, il est prudent de dire que la masse d'un corps est une caractéristique qui se manifeste lors du mouvement, lors de l'interaction entre des objets réels, ainsi que lors de transformations atomiques et nucléaires. Cependant, cette compréhension de la masse a pris forme assez récemment, littéralement dans les premières décennies du XXe siècle, grâce à la théorie de la relativité créée par Einstein.
En revenant plus loin dans l'histoire, rappelons que certains philosophes de la Grèce antique croyaient que le mouvement n'existait pas, il n'y avait donc pas de notion de masse corporelle. Néanmoins, il y avait un concept de poids corporel. Pour ce faire, il suffit de rappeler la loi d'Archimède. Le poids est lié au poids corporel. Cependant, ils ne sont pas de la même valeur.
BA l'époque moderne, grâce aux travaux de Descartes, Galilée et surtout Newton, les concepts de deux masses différentes se sont formés:
- inertie;
- gravitationnel.
Comme il s'est avéré plus tard, les deux types de masse corporelle ont la même valeur, ce qui, de par sa nature, est caractéristique de tous les objets qui nous entourent.
Inertial
En parlant de masse inertielle, de nombreux physiciens commencent à donner une formule pour la deuxième loi de Newton, dans laquelle la force, la masse corporelle et l'accélération sont liées en une seule égalité. Cependant, il existe une expression plus fondamentale à partir de laquelle Newton lui-même a formulé sa loi. Il s'agit de la quantité de mouvement.
En physique, la quantité de mouvement est comprise comme une valeur égale au produit de la masse corporelle m et de la vitesse de son déplacement dans l'espace v, c'est-à-dire:
p=mv
Pour tout corps, les valeurs p et v sont des variables vectorielles de la caractéristique. La valeur m est un coefficient constant pour le corps considéré, qui relie p et v. Plus ce coefficient est grand, plus la valeur de p sera grande à vitesse constante et plus il sera difficile d'arrêter le mouvement. Autrement dit, la masse d'un corps est une caractéristique de ses propriétés d'inertie.
En utilisant l'expression écrite pour p, Newton a obtenu sa célèbre loi, qui décrit mathématiquement le changement de quantité de mouvement. Il est généralement exprimé sous la forme suivante:
F=ma
Ici F est la force qui agit sur un corps de masse m et lui donne une accélération a. Un péchédans l'expression précédente, la masse m est le facteur de proportionnalité entre les deux caractéristiques vectorielles. Plus la masse du corps est grande, plus il est difficile de modifier sa vitesse (inférieure à a) à l'aide d'une force agissante constante F.
Gravité
Tout au long de l'histoire, l'humanité a suivi le ciel, les étoiles et les planètes. À la suite de nombreuses observations au XVIIe siècle, Isaac Newton a formulé sa loi de la gravitation universelle. Selon cette loi, deux objets massifs s'attirent proportionnellement à deux constantes M1 et M2 et inversement proportionnelles au carré de la distance R entre eux, soit:
F=GM1 M2 / R2
Ici G est la constante gravitationnelle. Les constantes M1 et M2 sont appelées les masses gravitationnelles des objets en interaction.
Ainsi, la masse gravitationnelle d'un corps est une mesure de la force d'attraction entre des objets réels, qui n'a rien à voir avec la masse d'inertie.
Poids et masse corporelle
Si l'expression ci-dessus est appliquée à la force de gravité sur notre planète, alors la formule suivante peut être écrite:
F=mg, où g=GM / R2
Ici M et R sont respectivement la masse de notre planète et son rayon. La valeur de g est l'accélération de la chute libre familière à tout écolier. La lettre m désigne la masse gravitationnelle du corps. Cette formule permet de calculer la force d'attraction par la Terre d'un corps de masse m.
Selon la troisième loi de Newton, la force F doit êtreest égale à la réaction du support N sur lequel repose le corps. Cette égalité nous permet d'introduire une nouvelle grandeur physique - le poids. Le poids est la force avec laquelle le corps étire la suspension ou appuie sur un certain support.
Beaucoup de gens qui ne connaissent pas la physique ne font pas la distinction entre les concepts de poids et de masse. En même temps, ce sont des valeurs complètement différentes. Ils sont mesurés dans différentes unités (masse en kilogrammes, poids en newtons). De plus, le poids n'est pas une caractéristique du corps, mais la masse l'est. Néanmoins, vous pouvez calculer la masse d'un corps m, connaissant son poids P. Cela se fait à l'aide de la formule suivante:
m=P / g
La masse est une caractéristique unique
Il a été noté plus haut que la masse d'un corps peut être gravitationnelle et inertielle. En développant sa théorie de la relativité, Albert Einstein est parti de l'hypothèse que les types marqués de masse représentent la même caractéristique de la matière.
Jusqu'à présent, de nombreuses mesures des deux types de masses corporelles ont été effectuées dans diverses situations. Toutes ces mesures ont conduit à la conclusion que les masses gravitationnelle et inertielle coïncident entre elles avec la précision des instruments qui ont servi à les déterminer.
Le développement rapide de l'énergie nucléaire au milieu du siècle dernier a approfondi la compréhension du concept de masse, qui s'est avéré être lié à l'énergie par la constante de vitesse de la lumière. L'énergie et la masse d'un corps sont la manifestation d'une seule essence de la matière.
