Маса та інертність

Маса є мірою інертності. Чим більше маса тіла, тим воно більш інертно, тобто має більшу інертністю. Закон інерції свідчить, що якщо на тіло не діють інші тіла, то воно залишається в спокої або здійснює прямолінійний рівномірний рух.

Коли тіла взаємодіють, наприклад, стикаються, то спокій або прямолінійний рівномірний рух порушуються. Тіло може почати прискорюватися або навпаки гальмувати. Швидкість, яку придбає (або втрачає) тіло після взаємодії з іншим тілом, окрім іншого залежить від співвідношення мас взаємодіючих тіл.

Так якщо котиться м’яч зіткнеться на своєму шляху з цеглою, то він не просто зупиниться, а швидше за все змінить свій напрямок руху, відскочить. Цегла ж швидше за все залишиться на місці, може бути впаде. Але якщо на шляху руху м’яча буде картонна коробка, за розмірами рівна цеглі, то м’яч вже не відскочить від неї з тією ж швидкістю, що від цегли. М’яч може взагалі протягнути її поперед себе, продовживши рух, але уповільнивши його.

М’яч, цегла і коробка мають різні маси. Цегла володіє більшою масою, а, отже, він більш інертний, тому м’яч майже не може змінити його швидкість. Швидше цегла змінює швидкість м’яча на протилежний. Коробка менш інертна, тому її простіше зрушити, а сама вона не може змінити швидкість меча так, як це зробив цегла.

Класичний приклад порівняння мас двох тіл за допомогою оцінки їх інертності такий. Дві покояться візки скріплюють між собою, зігнувши і зв’язавши пружні пластини, припаяні до їх кінців. Далі перепалюють зв’язує нитку. Пластини розпрямляються, відштовхуючись один від одного. Таким чином візки теж відштовхуються один від одного і роз’їжджаються в протилежні сторони.

При цьому існують такі закономірності. Якщо візки мають рівні маси, то вони придбають рівні швидкості і до повного гальмування от’едут від вихідної точки на рівні відстані. Якщо візки мають різні маси, то масивніша (а значить більш інертна) від’їде на меншу відстань, а менш масивна (менше інертна) від’їде на більшу відстань.

Причому існує зв’язок мас і швидкостей взаємодіючих тіл, що знаходяться спочатку в стані спокою. Твір маси і набутою швидкості одного тіла дорівнює добутку маси і набутою швидкості іншого тіла після взаємодії. Математично це можна виразити так:

m1v1 = m2v2

Ця формула говорить про те, що чим більше маса тіла, тим менше його швидкість, і чим менше маса, тим більше швидкість тіла. Маса і швидкість одного тіла знаходяться в обернено пропорційній залежності один від одного (чим більше одна величина, тим менше інша).

Зазвичай формулу записують так (її можна отримати, перетворивши першу формулу):

m1 / m2 = v2 / v1

Тобто ставлення мас тіл обернено пропорційно відношенню їх швидкостей.

Використовуючи дану закономірність можна порівнювати маси тіл, вимірюючи придбані ними швидкості після взаємодії. Якщо, наприклад, покояться тіла після взаємодії придбали швидкості 2 м / с і 4 м / с, і відома маса другого тіла (нехай буде 0,4 кг), то можна дізнатися масу першого тіла: m1 = (v2 / v1) * m2 = 4/2 * 0,4 = 0,8 (кг).

Посилання на основну публікацію