Как определяется масса в динамике?

Масса — одно из самых основных и сложных понятий в динамике. Я перечитал много книг, но до сих пор не очень хорошо понимаю, как определяется масса любого объекта относительно другого.

В «Науке о механике» Маха говорит, что два тела, изолированные от всех других, имеют одинаковую массу, если они сообщают друг другу равные и противоположные ускорения. Я думаю, что это предполагает третий закон.

Также не так просто измерить их ускорения.

Есть ли у нас лучшее и более полезное определение массы?

Ответ Маха настолько хорош, насколько вы собираетесь получить в классической механике (в которой вы, как правило, предполагаете, что законы Ньютона выполняются). Вопрос о том, является ли эта «инерционная масса» тем же самым, что и «гравитационная масса» в общей теории относительности для всех типов материи, является открытой темой с богатой литературой.
@rob Но можем ли мы измерить мгновенные ускорения, когда они меняются со временем, чтобы присвоить массу ..
Измерение массы является частью второго закона Ньютона, и, да, в физике вы всегда измеряете все относительно чего-то другого, если только это не исчисляемая вещь, и в этом случае вы считаете.
Можно ли использовать рабочее определение Маха для назначения масс или если это слишком сложно?
@John Forkosh Я думаю, что в такой вселенной нам пришлось бы взять третью точку в качестве точки отсчета, чтобы у нас было 2 расстояния, а также мы не можем взять одну из частиц в качестве точки отсчета, поскольку они были бы неинерциальной системой отсчета, поэтому мы не могли бы тогда использовать законы движения.
@JohnForkosh: Как узнать массу отдельного атома или молекулы? Даже если бы вы могли, это не упростило бы дело, а сильно усложнило бы его, потому что вы потеряли бы численное выражение принципа эквивалентности. Теперь вам понадобится таблица перенормировки массы для каждого химического соединения во Вселенной.
@JohnForkosh: гений (или удача) Ньютона заключался в том, что он полностью обошел эти очевидные, но ложные определения. Следует задаться вопросом, осознавал ли он, насколько важно было определять массу через ее динамические свойства, а не как свойство материи. Как бы то ни было, я думаю, что в преподавании физики преодоление этих очевидных идей и переход к динамическому взгляду на Вселенную является одним из главных препятствий для студента. Что это нелегко, я думаю, мы все можем подписаться под этим.

Ответы (2)

Я полагаю, что вы действительно имеете в виду теорию механики, когда спрашиваете о динамике.

Давайте проясним термины.

Механика — раздел физики, в котором разрабатываются основные физические единицы. Логическая последовательность — от описания движения к причинам движения (силам и моментам), а затем к действию сил и моментов. Основными механическими узлами являются

ДЛИНА МАССЫ и ВРЕМЯ

Все механические величины могут быть выражены через эти три величины.

Физика — это дисциплина, в которой экспериментальные наблюдения записываются в виде чисел, данных, и эти числа согласуются с математическими теориями, описывающими данные и способными предсказывать новые установки и наблюдения.

Связь между данными и теорией осуществляется в данном случае законами механики и определением единиц, в которых записываются числа.

Масса является внутренним свойством наблюдаемых объектов. Значение, введенное в уравнения, имеет решающее значение для сопоставления математики с наблюдениями.

Чтобы получить массу объекта, нужно использовать математику и законы, управляющие наблюдениями. Это диктуется подтверждением теории механики бесчисленными экспериментами и наблюдениями.

Вес объекта - это сила тяжести, действующая на объект, и может быть определена как масса, умноженная на ускорение свободного падения, w = mg.

Поэтому простые весы могут сказать вам, что вес двух объектов равен: тогда из формулы можно увидеть, что, поскольку ускорение свободного падения одинаково на двух частях весов, массы будут равны. Это не дает значения массы. Просто равенство с другой массой.

Массу объекта можно найти с древних времен, используя принцип Архимеда. .

Следует помнить, что вес и масса являются двумя разными величинами, вес может быть получен из массы и может изменяться в зависимости от гравитационного поля, (w=mg), тогда как масса инвариантна по построению теория.

вес на луне

Гравитационная масса может быть определена как таковая, но как насчет инертной массы?
Можно расшириться до электродинамики. эксперимент e / m дает инерционную массу электрона, как только e известно из других экспериментальных данных (опять же проблема единиц) en.wikipedia.org/wiki/Mass-to-charge_ratio . imo предполагается, что гравитационная масса и инерционная масса одинаковы, пока не появятся экспериментальные доказательства того, что существует разница (то же самое, что в конце концов принять массу за объект)
Теперь вы заставили детей, которые будут считать эту ошибку массой вместо веса, всю оставшуюся жизнь. ПОЧЕМУ???? Каждый мало-мальски компетентный учитель физики в мире пытается заставить их избавиться от этой лжи, а вы тут об этом говорите? Серьезно? Даже ОП был намного дальше в его мышлении, чем эксперимент с весом. Могу я, пожалуйста, попросить вас переписать это? Пожалуйста?
@CuriousOne придирается, но я расширил
Не придирки, просто напоминаю о бедственном положении учителя физики. Дети имеют сверхъестественную склонность выбирать простые, ложные объяснения, а не правильные, сложные. Мой собственный учитель физики был непреклонен в том, что самое худшее, что можно сделать, — это изучать силы с помощью датчика силы, потому что дети неизбежно придут к выводу, что определение силы дается удлинением пружины, а не ускорением массы. То же самое верно и для концептуального различия между массой и весом. Если не верите мне... спросите у работающего учителя физики.

Масса — одно из самых основных и сложных понятий в динамике.

Это не сложно. Есть некоторые неясности в том, что есть инерционная масса, и активная гравитационная масса, и релятивистская масса, и многое другое. Но в наши дни, когда мы говорим масса без уточнения, мы имеем в виду массу покоя. И это не сложно.

Я перечитал много книг, но до сих пор не очень хорошо понимаю, как определяется масса любого объекта относительно другого.

Масса тела есть его сопротивление изменению в движении. Вот и все. Если пренебречь трением, вы можете достаточно легко толкать трехколесный велосипед. С автомобилем сложнее, потому что он имеет большую массу. Он проявляет большую устойчивость к изменениям в движении.

В «Науке о механике» Маха говорит, что два тела, изолированные от всех других, имеют одинаковую массу, если они сообщают друг другу равные и противоположные ускорения. Я думаю, что это предполагает третий закон. Также не так просто измерить их ускорения.

Речь идет об активной гравитационной массе, которая на самом деле является мерой энергии. Безмассовый фотон имеет ненулевую активную гравитационную массу. И это волна, а не тело. Однако электрон — это тело, и его ускорение в ответ на действие известной силы легко измерить. Так была измерена масса электрона.

Есть ли у нас лучшее и более полезное определение массы?

См. выше и взгляните на статью Эйнштейна E=mc² , где он сказал «тело» и «электрон» в одной строке. Он сказал, что «масса тела есть мера содержания в нем энергии» . Когда вы ловите безмассовый фотон в зеркальном ящике, это увеличивает массу этой системы. См. «Легкость тяжела» ван дер Марка и (не нобелевского) 'т Хофта. Вы знаете о образовании пар, дифракции электронов, спине электрона и волновой природе материи. Электрон подобен фотону в ящике, только без ящика. Как будто он в коробке своего изготовления. А электрон-позитронная аннигиляция подобна открытию одной коробки другой, после чего каждая из них становится излучающим телом, теряющим массу. Все это .

Думайте об импульсе фотона как о сопротивлении изменению движения волны, распространяющейся по прямолинейному пути, о массе электрона как о сопротивлении изменению движения волны, движущейся по замкнутому пути, а затем представьте, что ваш автомобиль сделан из электроны и подобные вещи, потому что мы также можем дифрагировать протоны и нейтроны. Это не ракетостроение. Это просто.