Hva Er Formelen For Masse?

Masse er en eiendom av fysiske objekter og et mål for hvor motstandsdyktig mot at kroppen er til akselerasjon. Man kan vurdere massen av et objekt som et mål på hvor mye fysisk «ting» gjør opp for det objektet.

i Motsetning til relasjonelle egenskaper som posisjon, hastighet, eller potensiell energi, som alltid må være definert med hensyn til et annet objekt eller et referansepunkt, masse er en iboende egenskap at et objekt har uavhengig av sitt forhold til andre ting., Massen til en gjenstand kan være beregnet på en rekke forskjellige måter:

ANNONSERING

  • masse=tetthet×volum (m=pV). Tetthet er et mål av masse per enhet volum, så massen til en gjenstand kan bestemmes ved å multiplisere tetthet av volumet.
  • masse=kraft÷akselerasjon (m=F/a). I henhold til Newtons andre lov (F=ma), akselerasjonen til et legeme er direkte proporsjonal med kraften brukes til det. Følgelig mengden av akselerasjon som følger av anvendelsen av en konstant kraft er omvendt proporsjonal med massen.,
  • masse=vekt÷gravitasjonsakselerasjonen (m=B/g). Vekt er produktet av akselerasjon av masse i et gravitasjonsfelt. Avhengig av gravitasjonsakselerasjonen, vekten vil være forskjellige.

Alle disse tre formler er en måte å bestemme massen til en gjenstand. Siden massen er en grunnleggende egenskap, Det er ikke definert i form av andre enheter, som joule (J) i newton (N) er. Det finnes andre måter å beregne massen til en gjenstand, men disse tre formler er de mest vanlige.,

m=pV

m=W/g

m=F/a –

– >

ANNONSERING

Enheter Av Masse

SI-godkjent enhet for massen i kilogram (Kg). Den kilogram er den eneste base SI-enhet med et prefiks i sitt navn (kilo-). Opprinnelig, en kilo ble definert som massen av en kubikk desiliter (dL) vann på dens smeltepunkt. Som i 1889, den kilogram ble omdefinert som massen av den Internasjonale Kilo Prototype (IPK), en fysisk gjenstand ment å være universelle referanse masse for kilo. Opprinnelig IPK var en vekt er laget av støpejern., Foreløpig er akseptert IPK er en 39 mm høy sylinderen er laget av en spesiell platinum legering.

«Ord, for, har ekte stoff – masse og vekt og egenvekt.»— Tim O ‘ Brien

Som av 2018, og kilogram er det bare å SI-enhet som har en fysisk gjenstand som sin referanse verdi. Alle andre SI-enheter har blitt omdefinert i form av grunnleggende fysiske konstanter, slik som speed of light eller Planck-konstanten., I November 2018, General Conference of Vekt og Tiltak (GCPM) stemte for å omdefinere kilo i form av grunnleggende fysiske konstanter, en endring som vil ta tak Mai 20, 2019.

Måter Å Beregne Masse

Fra Tetthet Og Volum

tettheten av et objekt, noen ganger representert med den greske bokstaven «ρ,» er en måling av masse per enhet volum. I hovedsak, tetthet forteller deg hvor tett pakket massen til en gjenstand er. Jo tettere et objekt er, desto mer masse per enhet volum det har.,

For eksempel, vann har en tetthet på 977 kg/m3 ved standard temperatur og trykk. Det er én kubikkmeter vann har en masse på 977 kg. Hvis vi vet tetthet og volum av et stoff, kan vi også regne ut massen til stoff. Si vi har en 0.7m3 prøve av vann. Hvor mye masse som gjør at prøven har?

ANNONSERING

for å Løse massen gir oss:

m=pV

m=(0.7m3)(977kg/m3) = 683 kg

0.5 kubikkmeter vann ved standard temperatur og trykk ville ha en masse 683 kg.,

Noen objekter er utrolig tett. Et nøytron-stjerners, for eksempel, har en gjennomsnittlig tetthet på 1,1 x 1018 kg/m3. Én teskje av et nøytron-stjerners ville veier om lag 100 millioner tonn på Jorden.

«Massen blir immobile; det kan ikke manøvrere og derfor ikke kan vinne seire, det kan bare knuse ved selve vekten.»— Hans Von Seeckt

Fra Kraft Og Akselerasjon

holderen for massen er også forstått som mål på et fysisk objekt er motstand mot å bli akselerert ved bruk av en ekstern kraft., Dette konseptet av masse er noen ganger referert til som treghet i masse. Treghet er tendensen for en bevegelse kroppen til å fortsette i en konstant tilstand av bevegelse, slik treghet i masse er et mål på hvor mye treghet et organ har, og hvor vanskelig det er å endre sin tilstand av bevegelse. Forholdet mellom masse, kraft og akselerasjon er uttrykt av Newtons andre lov av bevegelse F=ma. Denne matematiske forholdet forteller oss at, i møte med en konstant kraft, en mer massiv kropp vil akselerere langsommere., Ved å måle kraften som påføres en kropp og å måle observert akselerasjon, kan vi beregne massen av kroppen.

For eksempel, la oss si at vi bruker en 748 N kraft til et metall kube, og vi måle akselerasjon som 21 millioner sdr/s2. Hva er massen av metall kube? Vi kan finne beregne massen ved å dele omfanget av kraft ved omfanget av akselerasjon, slik:

m=F/a

m=(748N)/(21 millioner sdr/s2) ≈ 35.62 kg

Så vi vet at metall kube må ha en masse av 35.62 kg.

Fra Vekt

Strengt tatt, vekt og masse er to forskjellige ting., I engelsk, i to ord, «vekt» og «masse» er synonymt, men de har forskjellige betydninger i naturvitenskapene. Massen er en invariant eiendom som ikke endrer seg fra sted til sted. Vekt er et mål på gravitasjonsfelt styrke opptrer på en massiv kropp. Siden gravitasjonsfelt styrke kan variere, dvs., Månen har en svakere gravitasjonsfelt styrke enn Jorden, til et objekt i vekt kan variere i ulike miljøer.

forholdet mellom masse og vekt er gitt ved W = mg, der g er måling av akselerasjon på grunn av tyngdekraften., Den nøyaktige verdien av g varierer avhengig av plasseringen. På Jorden, g har en verdi på ca 9.81 m/s2 mens på månen, g er ca 1,6 m/s2. Uttrykket W=mg gir vekt i form av Newtons, mens daglig forståelser av vekt er gitt i kg (lbs) konverteringsfrekvensen fra newtons til pund er ca 1 N=0.22 kg.

For eksempel, på overflaten av Jorden, der g=9.81 m/s2, en 50 kg objektet ville ha en vekt i pounds av:

W=(50kg)(9.81 m/s2)=490.5 N

Konvertering newtons til pund gir oss:

490.5 N(.,22lbs/1N)≈108 pounds

Omvendt, på månen hvor g har en verdi på 1,6 m/s2, en 50 kg objektet ville veier:

W=50(kg)(1,6 m/s2)(0.22 kg/1N)≈18 pounds

De samme 50 kg objekt vekter 108 lbs på Jorden og 18 kg på månen.

på samme måte, hvis vi kjenner vekten av et objekt, kan vi jobbe bakover for å finne ut av sin masse. Si at en gjenstand veier 160 pounds av Jorden. vi kan beregne massen til objektet som:

180lbs(1N/0.22 lbs)=818.18 N

818.18 N=m(9.81 m/s2)

m=818.18 N/(9.81 m/s2)≈83.4 kg

Så en 180 g kropp på Jorden har en masse på om 84.3 kg.,

Masse Energi Ekvivalens

For en svært lang tid, forskere mente at et objekt er masse kan betraktes som helt uavhengig av andre egenskaper. Imidlertid, tidlig i det 20. århundre, Einsteins teori for spesielle relativitetsteorien viste at masse og energi er faktisk to forskjellige navn for samme fysiske kvantitet. Spesielt massen av et objekt og dets totale energi er i slekt med Einsteins berømte ligning E=mc2, der c er lyshastigheten i vakuum.,

E=mc2 forteller oss at den totale energien i et ikke-bevegelig kropp er direkte proporsjonal med massen til med en faktor på c2. Siden c=3,000,000 m/s, c2 er en ekstremt stor faktor. Følgelig, selv en liten bit av massen inneholder en overveldende mengde av indre energi. For å sette saken i perspektiv, vil den totale mengden energi fra helt konvertering 1 gram av materie til energi er omtrent like til 21,5 kilotonn TNT—styrken i Hiroshima atombomben.

«Enhver idiot kan vite. Poenget er å forstå.,»— Albert Einstein

I visse fysiske prosesser, for eksempel fisjon eller flytting av en kropp i en intens gravitasjonsfelt, saken er konvertert til energi og utgitt i form av store mengder av lys og varme. Spesielt, Einsteins ligning forteller oss hvordan vi kan beregne hvor mye av energien som frigis under slike reaksjoner.

Si 30 kg uran (Ur) er satt inn i en kjernefysisk reaktor. I løpet av fisjon, ca 0,1% av denne massen er helt omgjort til energi. Hvor mye energi som er gitt?

0,1% av 30 kg 0,3 kg., Å koble dette til Einsteins ligning gir oss:

E=(0,3 kg)(3,000,000)2=(0.3)(8.98755179 × 1016)=2.69626554 × 1016 J

Helt å konvertere bare 0,3 kg (0.6 kg) av materie til energi utgivelser 2.69626554 × 1016 J av energi. Dette beløpet er omtrent det samme som detonating over 6 millioner tonn TNT (12 milliarder pund), nok til å fullstendig nivå selv de største byene.

Vi kan også jobbe bakover fra noen energi til å bestemme mengden av masse som ble konvertert. Si noen fisjon reaksjon utgivelser 1.6178 × 1016 joule av energi., Hvor mye masse som ble omgjort til energi i løpet av denne prosessen? Ved hjelp av vår handy-dandy masse energi ekvivalens formelen kan vi finne ut:

1.6178 × 1016 J =m(8.98755179 × 1016)

(1.6178 × 1016)/8.98755179 × 1016)=m

m ≈ 0,18 kg

Så om 0,18 kg av masse ble omgjort til energi.

Hvorfor ting Har Masse?

Det har bare blitt nylig at forskere har begynt å låse opp svaret på hvorfor partikler har masse i det hele tatt. På 1960-tallet, har flere forskere oppdaget noen problemer med sine ligninger som beskriver oppførselen til fundamentale partikler., Spesielt, deres ligninger spådd at enkelte partikler som genereres i løpet av high-speed kollisjoner ville ikke ha noe masse. Imidlertid, eksperimentell observasjon viste at disse partiklene hadde faktisk har en ikke-null masse.

Forskere teoretisert som et boson er massen kan være generert av samspillet mellom de bosoner og en altoverskyggende feltet kalles Higgs-feltet (til ære for en av sine theorizers Peter Higgs). Når massless bosoner bevege seg mot dette feltet, deres momentum bremset, og de mister litt energi., Higgs-feltet omdanner denne energien til masse energi, som manifesterer seg som holderen masse som vi kan måle. Dette samspillet mellom bosoner og Higgs-feltet ble spådd til å opprette en ny partikkel, en liten bosonet kalt Higgs-bosonet. Det partikkel-akseleratoren på CERN endelig påvist eksistensen av Higgs-partikkelen i 2013, og på oktober 8, 2013, Peter Higgs og François Englert ble tildelt nobelprisen i fysikk for sine teoretiske arbeider på partikkelen.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *