1. Масса
Основная задача динамики – найти уравнение движения материальной точки или уравнение движения абсолютно твёрдого тела.
Масса – универсальная мера материи. В классической физике различают инертную и гравитационную массы.
Масса – мера инертности. Всякое тело оказывает сопротивление при попытке привести его в движение или изменить величину и направление скорости (появление ускорений под воздействием других тел). Это свойство тел называется инертностью. Чем больше масса, тем больше инертность, тем труднее быстро остановить движущее тело или труднее привести его в движение.
Инерция – явление сохранения состояния покоя или равномерного прямолинейного движения тел в отсутствие внешних воздействий.
Инерция – не измеряемое понятие. Она не имеет количественной меры. Любые тела, от элементарных частиц до тел космических размеров, имеют массу, испытывают взаимное притяжение, подчиняясь закону Всемирного тяготения.
Масса – мера гравитации. Экспериментами установлено, что инертная и гравитационная массы эквивалентны. Массой характеризуются и вещество (частицы, тела), и поля. Например, фотон в состоянии покоя не существует, а всегда движется со скоростью света с в вакууме в свободном от гравитации пространстве. Поэтому масса фотона – следствие более общих и универсальных характеристик или мер движения материи, которыми являются импульс и энергии. Особый смысл масса имеет тогда, когда ею характеризуют силовые поля (полевая масса).
Масса – мера важнейших свойств материи независимо от форм ее проявления. Для количественного сравнения масс двух тел используют рычажные весы, а массу одного из них принимают за эталон массы. Масса – скалярная величина. За единицу массы в СИ принята масса эталона в 1 кг из сплава иридия и платины.
2. Импульс материальной точки
Рис. 1
Вектор импульса материальной точки равен произведению массы на вектор скорости:
(2)
или p = m v. (3)
Единицей измерения импульса в СИ является килограмм, умноженный на метр в секунду (кг м/c).
3. Импульс системы материальных точек
Тогда полный импульс системы м. т.
.
(4)
Следовательно,
состояние м. т. может быть определено,
если задать её радиус-вектор
и импульс
.
В этом ничего неожиданного нет, но
переход от скоростей к импульсам имеет
более глубокий физический смысл.
4. Плотность тел
Для
определения плотности тела в любой
точке пространства необходимо выделить
некоторый объём пространства V.
Если масса вещества, которая содержится
в этом объёме m,
то среднюю плотность найдем по формуле
.
При однородном распределении вещества
по объёму
.
(5)
Для
неоднородных тел
.
(6)
Единицей измерения плотности в СИ является килограмм на метр в кубе, т. е. кг/м3.