Was ist die Beziehung zwischen Masse und Trägheit?

Masse und Trägheit

Die Begriffe Masse und Trägheit sind sowohl wichtige Begriffe in der klassischen als auch in der modernen Physik. Das Verhältnis zwischen Masse und Trägheit ist das Trägheit ist ein Begriff, der die Fähigkeit einer Substanz beschreibt, Änderungen in ihrem Bewegungszustand zu widerstehen, während Masse gibt einen quantitativen Wert für die Trägheit an. Jedoch der Begriff Masse wird nicht nur zur Quantifizierung der Trägheit verwendet, sondern auch zur Quantifizierung anderer physikalischer Eigenschaften einer Substanz.

Was ist Trägheit?

Trägheit ist ein Begriff, der die Zurückhaltung eines Objekts, seinen Bewegungszustand zu ändern, qualitativ beschreibt. Aufgrund der Trägheit:

• Ein ruhender Gegenstand neigt dazu Bleib in Ruhe und,
• Ein sich bewegendes Objekt neigt dazu, sich zu bewegen konstante Geschwindigkeit in einem gerade Linie.

Dies bedeutet, dass eine Kraft aufgebracht werden muss, um einen Körper in Ruhe zu bewegen oder um die Geschwindigkeit oder Bewegungsrichtung eines bereits bewegten Körpers zu ändern.

Das heutige Trägheitskonzept wurde von Galileo entwickelt. Vor ihm glaubten die meisten Menschen, dass der „natürliche Zustand“ eines Körpers darin besteht, in Ruhe zu bleiben. Sie argumentierten, dass ein Objekt, wenn es beispielsweise über den Boden rollt, schließlich zum Stillstand kommt, weil es versucht, den „natürlichen Zustand“ der Ruhe zu erreichen. Galileo und später Newton argumentierten jedoch, dass das Objekt in diesem Fall zur Ruhe kommt, weil es solche gibt Kräfte Dies widersetzt sich dem Objekt, während das Objekt selbst versucht, seinen Bewegungszustand beizubehalten.

Galileo Galilei war ein Pionier bei der Entwicklung der Ideen zur Trägheit in der klassischen Physik.

Was ist Masse?

Masse hat mehrere verschiedene Beschreibungen in der Physik, und in einer dieser Beschreibungen ist Masse eine quantitative Messung der Trägheit. Je mehr Masse ein Objekt hat, desto schwieriger ist es für eine Kraft, den Bewegungszustand des Objekts zu ändern (wenn wir hier "Bewegungszustand" sagen, das.) beinhaltet auch der "Ruhezustand"). Wenn Masse als Maß für die Trägheit verwendet wird, wird dies aufgerufen Trägheitsmasse. In der klassischen Physik kommt der Begriff der Trägheitsmasse auf Newtons zweites Bewegungsgesetz.

Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz handelt es sich um eine resultierende Kraft  wirkt auf ein Massenobjekt , es würde eine Beschleunigung geben  auf das Objekt in Kraftrichtung. Diese Mengen beziehen sich auf:

Eine Beschleunigung ist eine Änderung im Bewegungszustand eines Objekts. Gemäß dieser Formel ist eine größere Kraft erforderlich, um einem Körper mit einer größeren Masse die gleiche Beschleunigung zu verleihen. Also hier, Masse ist die Größe, die sich den Veränderungen des Bewegungszustands des Körpers widersetzt, und daher ist die Masse ein Maß für die Trägheit.

Masse ist jedoch ebenfalls Wird in einem anderen Kontext verwendet: zur Quantifizierung der Anziehungskräfte zwischen Objekten. In diesem Sinne der Begriff aktive Gravitationsmasse bezieht sich darauf, wie stark ein Gravitationsfeld ein Objekt erzeugen kann. Der Begriff passive Gravitationsmasse beschreibt, wie stark ein Objekt mit dem durch ein anderes Objekt festgelegten Gravitationsfeld interagiert. In der klassischen Physik werden die Werte von "Masse" verwendet Newtons Gravitationsgesetz sind diese Gravitationsmassen. Obwohl die Bedeutung von Masse ist konzeptionell unterschiedlich in diesen beiden Zusammenhängen, je nach dem Äquivalenzprinzip Im Allgemeinen sind Relativitätstheorie, Gravitations- und Trägheitsmassen von Objekten gleichwertig. Experimentell wurde die Äquivalenz zwischen der Schwerkraft und der Trägheitsmasse mit einer hohen Genauigkeit von 5 Teilen in 10 bestätigt^{14 [1]}.

Welche Beziehung besteht zwischen Masse und Trägheit?

Trägheit ist eine qualitative Beschreibung, die die Fähigkeit eines Objekts beschreibt, Änderungen an seinem Bewegungszustand zu widerstehen. 

Masse ist eine physikalische Größe, die die Trägheit eines Objekts angibt. Es ist quantitativ.

Masse beschreibt nicht nur Die Fähigkeit eines Objekts, Änderungen an seinem Bewegungszustand zu widerstehen, aber auch, wie Objekte mit Gravitationskräften interagieren. Technisch, Trägheit Es geht nicht darum, wie ein Objekt mit Gravitationskräften interagiert. Es scheint jedoch, dass die Fähigkeit eines Objekts, Änderungen in der Bewegung zu widerstehen, und seine Fähigkeit, über die Schwerkraft zu interagieren, quantitativ gleichwertig sind.

Verweise

1. O'Donnell, P. J. (2015). Wesentliche Dynamik und Relativität. Taylor und Francis.

Bild mit freundlicher Genehmigung

"Porträt von Galileo Galilei" von Justus Susterman (1597-1681) [Public Domain], über Wikimedia Commons