Динамика билеты / 3Масса (инертная, <тяжёлая>)

Инертная масса

Физическая величина с размерностью массы, входящая во второй закон Ньютона (a = F/m) и являющаяся мерой инерции тела. То есть она показывает, насколько неохотно тело меняет состояние своего движения под действием внешней силы.

Гравитационная масса

Гравитационные свойства, то есть способность тел притягиваться друг к другу.Гравитационная масса показывает, с какой силой тело взаимодействует с внешними гравитационнымиполями (пассивная гравитационная масса) и какое гравитационное поле создаёт само это тело (активнаягравитационная масса) — эта масса фигурирует в законе всемирного тяготения.

Которая, вообще говоря, не обязана быть тождественной инертной.. . И их эквивалентность проистекает из Общей теории относительности Эйнштейна.

Инертную массу m_in и массу гравитационную (или тяготеющую) m_g

Всякое тело вблизи поверхности Земли испытывает силу притяжения

,

(7.4.1)

Под действием этой силы тело приобретает ускорение:

,

(7.4.2)

Опыт показывает, что ускорение а для всех тел одинаково:  a = g. Следовательно, и  m_g = m_in. Поэтому говорят просто о массе.

 Тождественность инерциальной и гравитационной масс Эйнштейн положил в основу общей теории относительности.         Следствием этого является тот факт, что, находясь внутри закрытой кабины, невозможно определить, чем вызвана сила mg:  тем, что кабина движется с ускорением  a = g  или действием притяжения Земли.

Определение массы

В СТО масса тела m определяется из уравнения релятивистской динамики ^[3]:

,

где E — полная энергия свободного тела, p — его импульс, c — скорость света.

Определённая выше масса является релятивистским инвариантом, то есть она одна и та же во всехсистемах отсчёта. Если перейти в систему отсчёта, где тело покоится, то  — масса определяетсяэнергией покоя.

Следует однако отметить, что частицы с нулевой инвариантной массой (фотон, гравитон…) двигаются ввакууме со скоростью света (c ≈ 300000 км/сек) и поэтому не обладают системой отсчёта, в которой быпокоились.