Entendre els termes físics i conèixer les definicions de les magnituds té un paper important en l'estudi de diverses lleis i per resoldre problemes de física. Un dels conceptes fonamentals és el concepte de massa corporal. Fem una ullada més de prop a la pregunta: què és el pes corporal?
Història
Tenint en compte la visió moderna de la física, és segur dir que la massa d'un cos és una característica que es manifesta durant el moviment, durant la interacció entre objectes reals, així com durant les transformacions atòmiques i nuclears. Tanmateix, aquesta comprensió de la massa es va concretar recentment, literalment a les primeres dècades del segle XX, gràcies a la teoria de la relativitat creada per Einstein.
Retornant més a la història, recordem que alguns filòsofs de l'antiga Grècia creien que el moviment no existeix, per la qual cosa no hi havia concepte de massa corporal. No obstant això, hi havia un concepte de pes corporal. Per fer-ho, n'hi ha prou de recordar la llei d'Arquimedes. El pes està relacionat amb el pes corporal. Tanmateix, no tenen el mateix valor.
BA l'època moderna, gràcies a les obres de Descartes, Galileu i sobretot Newton, es van formar els conceptes de dues masses diferents:
- inercial;
- gravitacional.
Com es va veure més tard, tots dos tipus de massa corporal tenen el mateix valor, que per la seva naturalesa és característic de tots els objectes que ens envolten.
Inercial
Parlant de massa inercial, molts físics estan començant a donar una fórmula per a la segona llei de Newton, en la qual la força, la massa corporal i l'acceleració estan connectades en una mateixa igu altat. Tanmateix, hi ha una expressió més fonamental a partir de la qual el mateix Newton va formular la seva llei. Es tracta de la quantitat de moviment.
En física, el moment s'entén com un valor igual al producte de la massa corporal m per la velocitat del seu moviment en l'espai v, és a dir:
p=mv
Per a qualsevol cos, els valors p i v són variables vectorials de la característica. El valor m és una constant de coeficient per al cos considerat, que connecta p i v. Com més gran sigui aquest coeficient, més gran serà el valor de p a velocitat constant i més difícil serà aturar el moviment. És a dir, la massa d'un cos és una característica de les seves propietats inercials.
Utilitzant l'expressió escrita de p, Newton va obtenir la seva famosa llei, que descriu matemàticament el canvi de moment. Normalment s'expressa de la forma següent:
F=ma
Aquí F és la força que actua sobre un cos de massa m i li dóna una acceleració a. Com aen l'expressió anterior, la massa m és el factor de proporcionalitat entre les dues característiques vectorials. Com més gran sigui la massa del cos, més difícil serà canviar-ne la velocitat (menys que a) amb l'ajuda d'una força d'acció constant F.
Gravetat
Al llarg de la història, la humanitat ha seguit el cel, les estrelles i els planetes. Com a resultat de nombroses observacions al segle XVII, Isaac Newton va formular la seva llei de gravitació universal. Segons aquesta llei, dos objectes massius s'atreuen entre si en proporció a dues constants M1 i M2 i inversament proporcionals al quadrat de la distància R entre ells, és a dir:
F=GM1 M2 / R2
Aquí G és la constant gravitatòria. Les constants M1 i M2 s'anomenen masses gravitatòries dels objectes que interactuen.
Per tant, la massa gravitatòria d'un cos és una mesura de la força d'atracció entre objectes reals, que no té res a veure amb la massa inercial.
Pes corporal i massa
Si l'expressió anterior s'aplica a la força de gravetat al nostre planeta, es pot escriure la fórmula següent:
F=mg, on g=GM / R2
Aquí M i R són la massa del nostre planeta i el seu radi, respectivament. El valor de g és l'acceleració de la caiguda lliure que coneix tots els escolars. La lletra m indica la massa gravitatòria del cos. Aquesta fórmula permet calcular la força d'atracció de la Terra d'un cos amb una massa de m.
Segons la tercera llei de Newton, la força F ha de serés igual a la reacció del suport N sobre el qual es recolza el cos. Aquesta igu altat ens permet introduir una nova magnitud física: el pes. El pes és la força amb què el cos estira la suspensió o pressiona sobre un suport determinat.
Moltes persones que no estan familiaritzades amb la física no distingeixen els conceptes de pes i massa. Al mateix temps, són valors completament diferents. Es mesuren en diferents unitats (massa en quilograms, pes en newtons). A més, el pes no és una característica del cos, però sí la massa. No obstant això, es pot calcular la massa d'un cos m, coneixent el seu pes P. Això es fa mitjançant la fórmula següent:
m=P / g
La massa és una característica única
S'ha assenyalat anteriorment que la massa d'un cos pot ser gravitatòria i inercial. En desenvolupar la seva teoria de la relativitat, Albert Einstein va partir del supòsit que els tipus marcats de massa representen la mateixa característica de la matèria.
Fins ara s'han realitzat nombroses mesures d'ambdós tipus de masses corporals en diferents situacions. Totes aquestes mesures van portar a la conclusió que les masses gravitacionals i inercials coincideixen entre si amb la precisió dels instruments que es van utilitzar per determinar-les.
El ràpid desenvolupament de l'energia nuclear a mitjans del segle passat va aprofundir en la comprensió del concepte de massa, que va resultar estar relacionat amb l'energia a través de la constant de velocitat de la llum. L'energia i la massa d'un cos és una manifestació d'alguna essència única de la matèria.
