Compreender termos físicos e conhecer as definições de grandezas desempenha um papel importante no estudo de várias leis e na resolução de problemas de física. Um dos conceitos fundamentais é o conceito de massa corporal. Vamos dar uma olhada na questão: o que é peso corporal?
Histórico
Tendo em conta a visão moderna da física, é seguro dizer que a massa de um corpo é uma característica que se manifesta durante o movimento, durante a interação entre objetos reais, bem como durante as transformações atômicas e nucleares. No entanto, essa compreensão da massa tomou forma bem recentemente, literalmente nas primeiras décadas do século 20, graças à teoria da relatividade criada por Einstein.
Retornando ainda mais na história, lembramos que alguns filósofos da Grécia antiga acreditavam que o movimento não existe, então não havia o conceito de massa corporal. No entanto, havia um conceito de peso corporal. Para fazer isso, basta lembrar a lei de Arquimedes. O peso está relacionado com o peso corporal. No entanto, eles não são o mesmo valor.
BNa era moderna, graças às obras de Descartes, Galileu e especialmente Newton, os conceitos de duas massas diferentes foram formados:
- inercial;
- gravitacional.
Como se viu mais tarde, ambos os tipos de massa corporal têm o mesmo valor, o que por sua natureza é característico de todos os objetos ao nosso redor.
Inercial
Falando em massa inercial, muitos físicos estão começando a dar uma fórmula para a segunda lei de Newton, na qual força, massa corporal e aceleração estão conectadas em uma igualdade. No entanto, há uma expressão mais fundamental a partir da qual o próprio Newton formulou sua lei. É sobre a quantidade de movimento.
Em física, o momento é entendido como um valor igual ao produto da massa do corpo m pela velocidade de seu movimento no espaço v, ou seja:
p=mv
Para qualquer corpo, os valores p e v são variáveis vetoriais da característica. O valor m é alguma constante de coeficiente para o corpo considerado, que conecta p e v. Quanto maior este coeficiente, maior será o valor de p a uma velocidade constante e mais difícil será parar o movimento. Ou seja, a massa de um corpo é uma característica de suas propriedades inerciais.
Usando a expressão escrita para p, Newton obteve sua famosa lei, que descreve matematicamente a mudança no momento. Geralmente é expresso da seguinte forma:
F=ma
Aqui F é a força que atua sobre um corpo de massa m e lhe dá uma aceleração a. Como emna expressão anterior, a massa m é o fator de proporcionalidade entre as duas características do vetor. Quanto maior a massa do corpo, mais difícil é alterar sua velocidade (menor que a) com a ajuda de uma força atuante constante F.
Gravidade
Ao longo da história, a humanidade seguiu o céu, as estrelas e os planetas. Como resultado de numerosas observações no século 17, Isaac Newton formulou sua lei da gravitação universal. De acordo com esta lei, dois objetos massivos são atraídos um pelo outro na proporção de duas constantes M1 e M2 e inversamente proporcionais ao quadrado de a distância R entre eles, que é:
F=GM1 M2 / R2
Aqui G é a constante gravitacional. As constantes M1 e M2 são chamadas de massas gravitacionais de objetos em interação.
Assim, a massa gravitacional de um corpo é uma medida da força de atração entre objetos reais, que nada tem a ver com a massa inercial.
Peso e massa corporal
Se a expressão acima for aplicada à força da gravidade em nosso planeta, então a seguinte fórmula pode ser escrita:
F=mg, onde g=GM / R2
Aqui M e R são a massa do nosso planeta e seu raio, respectivamente. O valor de g é a aceleração da queda livre familiar a todos os alunos. A letra m denota a massa gravitacional do corpo. Esta fórmula permite calcular a força de atração da Terra de um corpo de massa m.
De acordo com a terceira lei de Newton, a força F deve seré igual à reação do suporte N sobre o qual o corpo repousa. Essa igualdade nos permite introduzir uma nova quantidade física - peso. Peso é a força com que o corpo estica a suspensão ou pressiona um determinado suporte.
Muitas pessoas que não estão familiarizadas com a física não fazem distinção entre os conceitos de peso e massa. Ao mesmo tempo, são valores completamente diferentes. Eles são medidos em diferentes unidades (massa em quilogramas, peso em newtons). Além disso, o peso não é uma característica do corpo, mas a massa sim. No entanto, você pode calcular a massa de um corpo m, conhecendo seu peso P. Isso é feito usando a seguinte fórmula:
m=P/g
Massa é uma característica única
Foi observado acima que a massa de um corpo pode ser gravitacional e inercial. Ao desenvolver sua teoria da relatividade, Albert Einstein partiu da suposição de que os tipos marcados de massa representam a mesma característica da matéria.
Até agora, inúmeras medições de ambos os tipos de massas corporais foram realizadas em várias situações. Todas essas medidas levaram à conclusão de que as massas gravitacional e inercial coincidem entre si com a precisão dos instrumentos que foram usados para determiná-las.
O rápido desenvolvimento da energia nuclear em meados do século passado aprofundou a compreensão do conceito de massa, que passou a ser relacionado à energia através da constante de velocidade da luz. A energia e a massa de um corpo são uma manifestação de alguma essência única da matéria.
