Я узнал, что чем тяжелее объект (чем больше у него гравитационная масса), тем больше он сопротивляется изменению движения (тем больше у него инерционная масса).
Я могу принять этот факт, но не могу понять причину этого. Какая динамика, какие явления могли вызвать это? Имеет ли это какое-то отношение к атомарной структуре объекта?
Ответ заключается в том, что большая масса предназначена для обеспечения большей инерции.
Ньютон заметил, что для любого данного объекта , то есть сила, действующая на объект, и ускорение этого объекта пропорциональны. Всякий раз, когда мы находим подобную пропорциональность, мы назначаем множитель, чтобы превратить это в . Таким образом, у нас есть . Масса определяется как константа пропорциональности, которая преобразует ускорения в силы.
Как только вы определите массу как таковую, вы можете изменить уравнение так: , и это показывает, что если вы толкаете более массивный объект с определенной силой, ускорение меньше, чем если бы вы толкали менее массивный объект. Это верно просто потому, что мы определили идею «массивности» вокруг этого уравнения.
Представьте это так. Представьте, что у вас есть 2 ящика. В каждом ящике есть чистое железо. Но в одном ящике в 2 раза больше атомов железа, поэтому он имеет вдвое большую массу. Вес коробки должен быть незначительным.
Теперь представьте, что они оба движутся с одинаковой скоростью. Когда вы прикладываете одинаковую силу к обоим ящикам, ящик с удвоенным числом атомов железа замедляется меньше (имеет большую массу), потому что вы должны остановить каждый атом железа, который имеет одинаковую кинетическую энергию по сравнению с отдельными атомами железа в ящике. другая коробка. Это означает, что вы не сможете замедлить их всех так сильно, как вы могли бы замедлить всего несколько атомов железа в другом ящике. В этом причина инерции.
Каждый атом железа на определенной скорости имеет ту же кинетическую энергию, что и любой другой атом железа (если не учитывать тепловое движение). Это означает, что в большей коробке вы должны сложить все атомы железа и умножить их энергию движения. Поскольку в другом ящике их в два раза больше (вдвое больше по массе), остановить их всех будет сложнее.
В классической механике нет априорной причины для того, чтобы гравитационная масса была такой же, как инертная масса. Это просто наблюдение: две константы появляются в совершенно другом контексте (формула силы тяготения и формула ускорения), и классическая механика не объясняет, почему они одинаковы (или пропорциональны универсальной константе).
Ответ очевиден: общая теория относительности. Там они одинаковы, потому что в ОТО исчезает «гравитационная» масса. Все, что остается в общей теории относительности, — это инертная масса. Тела движутся прямолинейно (они не останавливаются, потому что обладают инерционной массой) в искривленном временном пространстве и нет никакой «силы гравитации» как таковой . Конечно, Эйнштейн намеренно построил теорию именно таким образом, чтобы сделать именно это. Что ж: усложнение для оплаты - это искривленное пространство-время ... Так что можно было бы спросить: «Почему постоянная искривления вида-времени равна инерционной массе?» (Мне кажется, что Эйнштейн просто переименовал проблему, но не решил ее.)
Итак, ответ: наша лучшая модель говорит, что на самом деле «гравитационной массы» не существует.
Я бы сказал, просто возьмите второй закон Ньютона. F (нетто) = мА
Допустим, есть две массы m1>m2
Чтобы обеспечить одинаковое ускорение в двух блоках, прикладываемая сила должна быть:
F1= m1 а
F2 = м2 а
По простой математике вы знаете F1 > F2
Эта разница называется скорее инерцией.
Я новичок в физике, поэтому не могу дать объяснение на атомном уровне, я только что показал эту концепцию в удовлетворительном, но неадекватном, широко принятом или очень продвинутом виде. И да, я только что сказал, что разница называется инерцией, это всего лишь мое предположение, а не точное определение термина.
Валерио