Memahami istilah fizik dan mengetahui takrifan kuantiti memainkan peranan penting dalam kajian pelbagai undang-undang dan untuk menyelesaikan masalah dalam fizik. Salah satu konsep asas ialah konsep jisim badan. Mari kita lihat lebih dekat soalan: apakah berat badan?
Sejarah
Mengambil kira pandangan moden fizik, adalah selamat untuk mengatakan bahawa jisim badan adalah ciri yang menunjukkan dirinya semasa pergerakan, semasa interaksi antara objek sebenar, serta semasa transformasi atom dan nuklear. Walau bagaimanapun, pemahaman jisim ini wujud agak baru-baru ini, secara literal pada dekad pertama abad ke-20, berkat teori relativiti yang dicipta oleh Einstein.
Mengembalikan lebih jauh ke dalam sejarah, kita masih ingat bahawa beberapa ahli falsafah Yunani purba percaya bahawa pergerakan tidak wujud, jadi tidak ada konsep jisim badan. Namun begitu, terdapat konsep berat badan. Untuk melakukan ini, cukup untuk mengingati undang-undang Archimedes. Berat adalah berkaitan dengan berat badan. Walau bagaimanapun, nilainya tidak sama.
BPada era moden, terima kasih kepada karya Descartes, Galileo dan terutamanya Newton, konsep dua jisim berbeza telah terbentuk:
- inersia;
- gravitasi.
Seperti yang ternyata kemudian, kedua-dua jenis jisim badan adalah nilai yang sama, yang mengikut sifatnya adalah ciri semua objek di sekeliling kita.
Inersia
Bercakap tentang jisim inersia, ramai ahli fizik mula memberikan formula untuk hukum kedua Newton, di mana daya, jisim badan dan pecutan disambungkan dalam satu kesamaan. Walau bagaimanapun, terdapat ungkapan yang lebih asas dari mana Newton sendiri merumuskan undang-undangnya. Ini mengenai jumlah pergerakan.
Dalam fizik, momentum difahami sebagai nilai yang sama dengan hasil darab jisim badan m dan kelajuan pergerakannya dalam ruang v, iaitu:
p=mv
Untuk mana-mana badan, nilai p dan v ialah pembolehubah vektor bagi ciri tersebut. Nilai m ialah beberapa pemalar pekali untuk badan yang dipertimbangkan, yang menghubungkan p dan v. Semakin besar pekali ini, semakin besar nilai p pada kelajuan tetap dan semakin sukar untuk menghentikan pergerakan. Iaitu, jisim badan adalah ciri sifat inersianya.
Menggunakan ungkapan bertulis untuk p, Newton memperoleh hukumnya yang terkenal, yang menerangkan secara matematik perubahan momentum. Ia biasanya dinyatakan dalam bentuk berikut:
F=ma
Di sini F ialah daya yang bertindak ke atas jasad berjisim m dan memberikannya pecutan a. Seperti dalamdalam ungkapan sebelumnya, jisim m ialah faktor kekadaran antara dua ciri vektor. Semakin besar jisim badan, semakin sukar untuk menukar kelajuannya (kurang daripada a) dengan bantuan daya bertindak tetap F.
Graviti
Sepanjang sejarah, manusia telah mengikuti langit, bintang dan planet. Hasil daripada banyak pemerhatian pada abad ke-17, Isaac Newton merumuskan undang-undang graviti universalnya. Menurut undang-undang ini, dua objek bersaiz besar tertarik antara satu sama lain berkadaran dengan dua pemalar M1 dan M2 dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak R antara mereka, iaitu:
F=GM1 M2 / R2
Di sini G ialah pemalar graviti. Pemalar M1 dan M2 dipanggil jisim graviti objek yang berinteraksi.
Oleh itu, jisim graviti jasad ialah ukuran daya tarikan antara objek sebenar, yang tiada kaitan dengan jisim inersia.
Berat dan jisim badan
Jika ungkapan di atas digunakan pada daya graviti di planet kita, maka formula berikut boleh ditulis:
F=mg, dengan g=GM / R2
Di sini M dan R ialah jisim planet kita dan radiusnya, masing-masing. Nilai g ialah pecutan jatuh bebas yang biasa kepada setiap murid sekolah. Huruf m menandakan jisim graviti badan. Formula ini membolehkan anda mengira daya tarikan oleh Bumi suatu jasad dengan jisim m.
Menurut hukum ketiga Newton, daya F mestilahadalah sama dengan tindak balas sokongan N di mana badan terletak. Kesaksamaan ini membolehkan kami memperkenalkan kuantiti fizikal baharu - berat. Berat ialah daya yang digunakan oleh badan meregangkan ampaian atau menekan pada sokongan tertentu.
Ramai orang yang tidak biasa dengan fizik tidak membezakan antara konsep berat dan jisim. Pada masa yang sama, mereka adalah nilai yang sama sekali berbeza. Mereka diukur dalam unit yang berbeza (jisim dalam kilogram, berat dalam newton). Di samping itu, berat badan bukan ciri badan, tetapi jisim adalah. Namun begitu, anda boleh mengira jisim badan m, mengetahui beratnya P. Ini dilakukan menggunakan formula berikut:
m=P / g
Jisim ialah satu ciri
Telah dinyatakan di atas bahawa jisim badan boleh menjadi graviti dan inersia. Dalam membangunkan teori relativitinya, Albert Einstein meneruskan daripada andaian bahawa jenis jisim yang ditanda mewakili ciri jirim yang sama.
Sehingga kini, banyak pengukuran kedua-dua jenis jisim badan telah dijalankan dalam pelbagai situasi. Semua ukuran ini membawa kepada kesimpulan bahawa jisim graviti dan inersia bertepatan antara satu sama lain dengan ketepatan instrumen yang digunakan untuk menentukannya.
Perkembangan pesat tenaga nuklear pada pertengahan abad yang lalu memperdalam pemahaman konsep jisim, yang ternyata berkaitan dengan tenaga melalui pemalar kelajuan cahaya. Tenaga dan jisim badan ialah manifestasi daripada beberapa intipati jirim.
