Definición de

Question

En la física de la escuela secundaria, me enseñaron que la masa era la cantidad de "cosas" o materia que hay en un objeto. Sin embargo, ahora que estoy aprendiendo física nuevamente en la universidad, me han enseñado que la masa de un objeto (masa inercial) es la resistencia de un objeto a la aceleración. ¿Cuál es la definición correcta de qué masa es?

Answer 1

Esta es una profunda pregunta. Hay (al menos) dos definiciones de la masa:

• gravitacional de la masa es como algo que está influenciada por la gravedad, que es la $m$ en $F = Gm_1m_2/r^2$, y es más-o-menos "cantidad de cosas que hay';
• masa inercial es la resistencia a la aceleración que es una cosa, y es la $m$ en $F = ma$.

Si llamamos a estos dos versiones de masa $m_G$ e $m_I$, entonces podemos llevar a cabo experimentos que preguntar si son los mismos (o para ser más precisos, si es que existe una relación constante entre ellos, que relación puede ser absorbido en $G$).

Es fácil ver cómo configurar este tipo de experimentos en principio. Dado que las dos ecuaciones anteriores podemos equiparar las fuerzas para obtener

$$m_{I,1} a = \frac{Gm_{G,1}m_{G,2}}{r^2}$$

o

$$\frac{m_{I,1}}{m_{G,1}} = \frac{Gm_{G,2}}{a r^2}$$

Así podemos medir todas las cantidades en el lado derecho de este, y esperamos que el lado izquierdo siempre se $1$ si las dos definiciones de masa son equivalentes. Incluso si no podemos medir el $G$ o $m_{G,2}$ muy bien, se puede repetir el experimento con un montón de objetos en el lado izquierdo y siempre debemos obtener la misma respuesta.

El principio de equivalencia débil (WEP) dice que ellos son el mismo, y el experimento ha confirmado.

Hay varios más fuerte la equivalencia de los principios que importa en la Relatividad General además. No voy a entrar aquí como siempre estoy confundido acerca de cuál es cuál. Sin embargo, es bastante fácil ver que si queremos una teoría de la gravedad, la cual establece que la gravedad es acerca de la geometría del espacio-tiempo, entonces realmente debe tener una única definición de masa, y por lo tanto necesitamos para reclamar más fuertemente que todas las definiciones de la masa son equivalentes.

Answer 2

Cuál es la definición correcta de lo que la masa es?

En una manera, en ambos.

La masa es una medida fundamental de la cantidad de materia en un objeto, o como usted dice, una medida de la cantidad de "cosas" en un objeto. Al mismo tiempo es una medida numérica de su inercia. Porque la masa es una propiedad fundamental, las definiciones de la masa tiende a ser circular, como una propiedad fundamental es difícil de definir en términos de algo más.

La primera ley de Newton, que los objetos permanecerán en su estado de movimiento a menos que actúe sobre él una fuerza neta, es una declaración acerca de la inercia de los objetos. Newton la segunda ley dice que un objeto de masa $m$ experimentará una aceleración $a$ cuando es sometido a una fuerza neta $F_\text{net}$o $F_\text{net}=ma$. Si la fuerza neta es cero, la aceleración es cero y el objeto permanecerá en su actual estado de movimiento. Basado en esto, la primera ley puede ser considerada como un caso especial de la segunda ley.

Espero que esto ayude.

Answer 3

Haciendo uso de la segunda ley de Newton, las dos definiciones son indirectamente equivalente, consulte:

La fuerza neta aplicada a un objeto es proporcional a su aceleración.

La constante de proporcionalidad es la misma masa, la cuestión de la medición de un objeto. $$ F = ma $$ Por lo tanto, para una red determinada fuerza, masa y aceleración son inversamente proporcionales, es decir, si usted tiene un mayor masa menor aceleración. Que puede ser interpretado como la resistencia a la aceleración.

Answer 4

Estrictamente hablando, tampoco es correcto. En primer lugar, como usted va a aprender, el más riguroso y formulación general de la segunda ley de Newton no es $\sum \vec{F}=m\vec{a}$, pero $\sum \vec{F}=\frac{\mathrm{d} \vec{p}}{\mathrm{d} t}$, donde $\vec{p}$ es el impulso. Esto es debido a que el anterior sólo es válido para los no-relativista de masa constante partículas, mientras que el último es válido para la variable masa y sistemas de partículas relativistas. Además, la masa de inercia de la definición es más filosófico que físico ya que no nos permite determinar la masa de una partícula o de un sistema de partículas, por lo que es falso. Con respecto a la masa como la cantidad de materia de definición, es una tautología, ya que cuando usted busca la definición de la materia dice que es "cualquier cosa que tiene masa y volumen". Puede seguir la investigación por leer el siguiente documento: http://www.physicsland.com/physics10_files/mass.pdf