5. МАССА ТЕЛА

Взаимодействие тел.

Причиной изменения скорости движения тела всегда является его взаимодействие с другими телами.

После выключения двигателя автомобиль постепенно замедляет свое движение и останавливается. Основная причина

изменения скорости движения автомобиля — взаимодействие его колес с дорожным покрытием.

Неподвижно лежащий на земле мяч никогда сам собой не приходит в движение. Скорость мяча изменяется только в результате действия на него других тел, например ноги футболиста.

Постоянство отношения модулей ускорений.

При взаимодействии двух тел всегда изменяются скорости и первого, и второго тела, т. е. оба тела приобретают ускорения. Модули ускорений двух взаимодействующих тел могут быть различными, но их отношение оказывается постоянным при любых взаимодействиях:

Инертность тел.

Постоянство отношения модулей ускорений двух тел при любых их взаимодействиях показывает, что тела обладают каким-то свойством, от которого зависит их ускорение при взаимодействиях с другими телами. Ускорение тела равно отношению изменения его скорости к времени, за которое произошло это изменение:

Так как время действия тел друг на друга одинаково, изменение скорости больше у того тела, которое приобретает большее ускорение.

Чем меньше изменяется скорость тела при взаимодействии с другими телами, тем ближе его движение к равномерному прямолинейному движению по инерции. Такое тело называют более инертным.

Свойством инертности обладают все тела. Оно состоит в том, что для изменения скорости тела при взаимодействии его с любыми другими телами требуется некоторое время.

Проявление свойства инертности тел можно наблюдать в следующем опыте. На тонкой нити подвесим металлический цилиндр (рис. 20, а), снизу привяжем точно такую же нить. Опыт показывает, что при постепенном натяжении нижней нити обрывается верхняя нить (рис. 20, б). Если же резко дернуть за нижнюю нить, то верхняя нить остается целой, а обрывается нижняя нить (рис. 20, в). В этом случае сказывается инертность цилиндра, который не успевает за короткое время достаточно изменить свою скорость и совершить заметное перемещение, достаточное для разрыва верхней нити.

Масса тела.

Свойство тела, от которого зависит его ускорение при взаимодействии с другими телами, называется инертностью. Количественной мерой инертности тела является масса тела. Чем большей массой обладает тело, тем меньшее ускорение оно получает при взаимодействии.

Поэтому в физике принято, что отношение масс взаимодействующих тел равно обратному отношению модулей ускорений:

За единицу массы в Международной системе принята масса специального эталона, изготовленного из сплава платины и иридия. Масса этого эталона называется килограммом (кг).

Массу любого тела можно найти, осуществив взаимодействие этого тела с эталоном массой .

По определению понятия массы отношение масс взаимодействующих тел равно обратному отношению модулей их ускорений (5.2). Измерив модули ускорений тела и эталона, можно найти отношение массы тела к массе эталона

Отношение массы тела к массе эталона равно отношению модуля ускорения эталона . К модулю ускорения тела при их взаимодействии.

Масса тела может быть выражена через массу эталона:

Масса тела — это физическая величина, характеризующая его инертность.

Измерение массы.

Для измерения масс тел в науке, технике и повседневной практике редко применяется способ сравнения массы тела с массой эталона путем определения ускорений тел при их взаимодействии. Обычно используется способ сравнения масс тел с помощью весов.

При взвешивании для определения масс используется способность всех тел взаимодействовать с Землей. Опыты показали, что тела, обладающие одинаковой массой, одинаково притягиваются к Земле. Равенство притяжения тел к Земле можно, например, установить по равному растяжению пружины при поочередном подвешивании к ней тел с одинаковыми массами.

Используя набор эталонных тел с известными массами — гири, можно произвести градуировку пружинных весов и затем с их помощью измерить по растяжению пружины массы тел (рис. 21).

Опыт показывает, что если взять два тела с массами

соединить их и измерить массу получившегося тела, то его масса оказывается равной сумме масс этих тел:

Это позволяет определять массу тел уравновешиванием с помощью набора гирь на равноплечих весах.

Плотность вещества.

Отношение массы тела к его объему V называется плотностью вещества:

Плотность выражается в килограммах на кубический метр, единицей плотности является