Что такое масса в физике? Виды массы, формулы, масса в современной физике

От Masterweb

31.12.2018 22:00 1899 5

Масса в физике является одним из основных понятий, которое используется во многих законах динамики и статики. Поэтому необходимо четко разобраться, что это за величина. В данной статье рассматривается подробно вопрос, что такое масса в физике. Итак, приступим.

Виды, значение

Что такое масса в физике? Кратко можно сказать, что под этим термином понимают физическую величину, присущую материи. Она определяет ее гравитационные, инерционные и энергетические свойства. Масса измеряется в килограммах в системе СИ.

image

Проявляет себя эта величина несколькими способами. Во-первых, существует так называемая инерционная масса. Она определяет возможность изменять скорость тела при воздействии внешней силы на него и рассчитывается по такой формуле: m=F/a. Где a — ускорение, которое возникает в результате действия силы F. Чем больше инерционная масса, тем сложнее разогнать тело и труднее остановить его.

Еще одной формулой, которая дает ответ на вопрос, как найти в физике массу (инерционную), является следующая: m=p/v. Где p — импульс тела, v — скорость.

image

Во-вторых, следует сказать о гравитационной массе. Что такое в физике обозначает этот термин? Это величина, которая является коэффициентом пропорциональности в формуле для силы гравитационного притяжения между двумя телами. Эта формула называется законом всемирного тяготения, записывается так: F=G*m1*m2 /r2. Здесь r — расстояние между телами, G — постоянная гравитации. Массы m1 и m2 показывают интенсивность силы притяжения F.

Наконец, в-третьих, масса — это величина, описывающая энергию, заключенную в телах. Интерпретация этих величин как единой материи стала возможной благодаря появлению теории относительности Эйнштейна и развитию атомной отрасли промышленности.

В настоящее время в результате анализа большого количества экспериментальных данных доказано, что все описанные виды массы являются одной и той же характеристикой. Например, разница между инерционной и гравитационной величиной находится в области погрешности измеряемых приборов.

Масса и вес

При рассмотрении вопроса, что такое масса в физике, выше было сказано, что она пропорциональна количеству вещества, но не является им. Здесь же скажем, что вес тела пропорционален его массе, но ею не является.

Эти понятия часто путают между собой. Когда мы измеряем свою массу тела в килограммах с помощью каких-либо весов, то на самом деле мы определяем вес. Под последним понимают значение силы, с которой тело давит на опору или с которой растягивает нить, прикрепленную к нему.

Вес тела по абсолютной величине совпадает с силой тяжести. Расчет его выполняется по формуле: P=m*g. Где g = 9,81 м/с2 — ускорение, которое всем телам сообщает притяжение нашей планеты вблизи ее поверхности. Последняя формула позволяет определить массу: m=P/g.

Весы для измерения массы

Весы напольные, электронные, ручные, используемые для измерения массы тела в физике, откалиброваны специальным образом. Они показывают сразу килограммы. То есть, пересчитывают вес в массу по формуле, представленной в пункте выше. Вот так устроены эти приборы.

Другим способом измерения массы являются весы с двумя плечами рычага. Для определения рассматриваемой величины с помощью таких устройств используют набор эталонных гирь. Ими стараются уравновесить измеряемое тело.

Расчет массы через плотность и объем

Как найти массу в физике? Вычислить эту величину можно не только применяя различные формулы, в которые входят значения действующих на тело сил. Как было отмечено, рассматриваемая характеристика зависит линейно от количества вещества. Последнее занимает некоторую часть пространства, которая называется объемом. А друг с другом они связаны через плотность. Поясним подробнее.

Соответствующая формула, связывающая объем, массу и плотность в физике, выглядит так: m=ρ*V.

Если два тела обладают одинаковым объемом, но имеют разную плотность, то масса того тела будет больше, у которого плотность выше. Примером таких материалов являются дерево и металл или пух и камень. Соответственно, увеличение объема тела при постоянной плотности приводит к возрастанию его массы. Это доказывает аддитивность последней.

Масса и бозон Хиггса

В настоящее время в физике существует актуальная и важная задача, которая заключается в создании единой физической теории наблюдаемой Вселенной. Эта теория должна будет объединить все существующие виды взаимодействия, их насчитывается четыре, три из них уже агрегированы — это ядерное (сильное), слабое и электромагнитное. Проблема возникла при описании в рамках полученной теории явления гравитации.

Она связана прямым образом с массой тела. Причиной существования последней является так называемый бозон Хиггса. Эта элементарная частица, взаимодействуя с пространством и временем, приводит к его искривлению, что проявляется в виде явления массы. Бозон Хиггса был обнаружен в результате экспериментов на большом коллайдере в ЦЕРН. В настоящее время многие группы ученых работают над проблемой создания общей теории, в которой массе будет отведена ключевая позиция.

улица Киевян, 160016Армения, Ереван
+374 11 233 255

Первым делом необходимо оценить масштаб, количество действительно лишнего веса. Потребуется рассчитать ИМТ — свой индекс массы тела. Что такое ИМТ? Что это за показатель? Как трактовать получившееся значение? Разберем подробнее в данной статье.

Что такое ИМТ?

ИМТ — индекс массы тела (от английского BMI — Body Mass Index), показатель, отображающий степень соотношения роста и веса. На основании полученной цифры можно сделать вывод: является ли масса тела достаточной, недостаточной или избыточной. Он широко используется в терапии, при лечении заболеваний, связанных с избыточным весом, позволяет подобрать требуемое направления лечения.

Показатель, формула расчета, трактовка полученных данных — всё это было разработано бельгийским ученым А.Кетле в девятнадцатом столетии. Его исследования были доработаны всемирной организацией здравоохранения и теперь вычисление данного значения — первый шаг на пути к похудению. Вычислить индекс массы тела можно самостоятельно. Такое умение полезно людям после диеты для самоконтроля.

Как рассчитать свой ИМТ?

Индекс массы тела рассчитывается индивидуально для каждого человека. Значение данного коэффициента зависит от веса, роста, возраста. Существует специальный онлайн-калькулятор, позволяющий определить коэффициент массы тела. Потребуется ввести данные о росте и весе. Компьютер выдаст точное значение. Это особенно удобно для определения ИМТ в домашних условиях.

Определить индекс можно самостоятельно, вручную. Он вычисляется по формуле Адольфа Кетле: I = m/h², где m – масса тела, h – рост в метрах.

Рассмотрим пример:

  1. Необходимо рассчитать индекс массы тела для мужчины ростом 185 см, вес которого равен 94 кг.
  2. Расчет ИМТ начнем с возведения роста в метрах в квадрат (для этого необходимо умножить число на само себя): 1,85×1,85=3,4225.
  3. Разделим вес в килограммах на полученное значение: I=94/3,4225=27,47.

27,47 — полученное значение индекса. Формула ИМТ достаточно простая, получить заветное значение несложно. Остается вопрос — что оно значит?

Калькулятор ИМТ

Введите данные о человеке, для которого вы хотите узнать индекс массы тела. Для этого заполните поля ниже и нажмите кнопку «Рассчитать».

Возраст должен быть числом от 18 до 100! Рост должен быть числом больше нуля! Вес должен быть числом больше нуля!

Расшифровка данных: таблица ИМТ

Индекс массы тела у каждого индивидуален. Норма ИМТ также рассчитывается по конкретным показателям. Важно знать, что означает конкретная цифра. Разобраться с данным вопросом поможет таблица ИМТ для женщин, мужчин и детей. Она составлена специалистами по ожирению ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения).

Менее 16 Выраженный недостаток массы тела
16-18,5 Дефицит массы тела
18,5-25 Нормальный вес
25-30 Предожирение
31-35 Ожирение первой степени
35-42 Ожирение второй степени
Более 42 Ожирение третьей степени

Классификация ожирения по ИМТ достаточно поверхностна, тем не менее позволяет выбрать направление лечения, станет толчком для обращения к специалисту по снижению веса.

Рекомендуется искать ИМТ-калькулятор с учетом возраста, поскольку норма во многом зависит от данного показателя.

  • Тест разработан в Торонто в 1979 г.
  • 26 вопросов
  • Высокая надежность
  • Результаты получите в WhatsApp!

ИМТ: на что обратить внимание?

На основании ИМТ невозможно точно поставить диагноз. Потребуется пройти комплексное обследование под руководством специалиста по снижению веса. Важно знать: похудение будет неэффективным без изменения привычек. Только опытный психотерапевт поможет найти причины набора веса, избавиться от них. Тогда полученный результат удастся сохранить, обрести гармонию с собой, уверенность в собственных силах, улучшить здоровье.

Показатель индекса массы тела может быть неточным. Формула ИМТ не учитывает локализацию жировых отложений: складки на животе, висцеральный жир, могут свидетельствовать о наличии заболеваний внутренних органов, серьезных проблемах с гормональным фоном, работой щитовидной железы.

Именно поэтому не стоит слепо верить цифре, лучше обратиться к специалистам клиники снижения веса. Здесь оценят:

  • тип телосложения;
  • локализацию жировых отложений;
  • толщину жировых складок;
  • соотношение жировой и мышечной ткани.

Такой подход, в сочетании с работой психолога, признан специалистами наиболее эффективным, правильным.

10-секундный тест на проверку ИМТ

Быстрый расчет индекса массы тела основывается на объеме талии. Правильно измерить поможет следующий алгоритм:

  1. Измерение рекомендуется производить натощак сантиметровой лентой.
  2. До этого не рекомендуется пить, употреблять пищу.
  3. Объем талии измеряют по наиболее узкому месту туловища, примерно на 2-3 сантиметра выше пупка.
  4. Не следует излишне натягивать или ослаблять ленту.

На основании полученного значения можно сделать вывод о состоянии тела, наличии или отсутствии лишнего веса. Это хороший способ исключить висцеральное или центральное ожирение, признанное специалистами наиболее опасным.

Мужчины

Показатели для мужчин и женщин различны. Оптимальное значение для мужчин — порядка 94-95 сантиметров. Если полученное значение свыше 102-103 сантиметров, рекомендуется незамедлительно обратиться к специалистам клиники снижения веса для установления истинных причин появления лишних килограммов, избавления от них.

Избыточный вес опасен для мужчин по нескольким причинам:

  • повышается риск возникновения гипертонии, ишемической болезни сердца;
  • повышается риск возникновения инфаркта, инсульта;
  • происходят психоэмоциональные нарушения;
  • наблюдаются проблемы в интимной жизни: снижение сексуального влечения, уменьшение эрекции, бесплодие.

Игнорирование данного показателя может усугубить течение многих хронических заболеваний, приведет к возникновению новых.

Женщины

Для женщин значение свыше 80 сантиметров уже считается опасным. При повышении объемов до 88 существенно повышаются риски возникновения многих заболеваний, таких как:

  • варикозное расширение вен;
  • сердечно-сосудистые изменения;
  • апноэ;
  • артрит;
  • риск диагностирования бесплодия;
  • нарушения центральной нервной системы;
  • гормональный дисбаланс, нарушение менструального цикла.

Важно вовремя начать лечение. Статистика показывает, что в домашних условиях способны похудеть лишь 2-5% людей. Лучший вариант — обращение к специалистам клиники снижения веса. Комплексная методика, разработанная профессиональными врачами и психотерапевтами, позволит избавиться от избыточного веса раз и навсегда.

Соотношение талия/бедра

Другой способ оценить состояние тела — определить соотношение талии и бедер. Для этого потребуется провести два измерения и разделить одно число на другое. Подсчет достаточно простой, остается вопрос — как трактовать результат?

  • значение свыше 0,95 для мужчин говорит о наличии избыточного веса;
  • для женщин данное значение меньше и составляет 0,8.

Данный расчет считается наиболее оптимальным, поскольку учитывает наличие жировых отложений в районе живота.

Расчет избыточного веса при помощи ИМТ

На основании расчета индекса массы тела определяется тактика лечения ожирения. В некоторых случаях достаточно изменения питания или подключение тренировок, в других — помощь психолога или медикаментозное лечение. Но в большинстве случаев требуется комплексный подход, особая методика, используемая в клиниках снижения веса.

При этом методика основывается на ИМТ, учитывает имеющиеся факторы риска, хронические и текущие заболевания, образ жизни. Такой подход признан специалистами рациональным, безопасным для здоровья.

Что ИМТ может рассказать о вашем теле?

Узнать свой ИМТ можно любым удобным способом: подсчитать самостоятельно по формуле, использовать калькулятор для определения или измерить окружность талии. Это поможет вовремя диагностировать заболевания, связанные с лишним весом, найти путь избавления от них. Не стоит пренебрегать помощью специалистов, бояться идти в клинику снижения веса. Только грамотные специалисты способны разобраться в причинах появления лишних килограммов, определить оптимальный путь избавления от них.

Масса тела



Термин «масса» придумали, по-видимому, древние домохозяйки, поскольку это слово с древнегреческого «μαζα» переводится, как «кусок теста». Античные ученые под массой подразумевали некоторое количество вещества, содержащегося в физическом теле, не уделяя ей излишнего внимания, считая, что и так все ясно – кусок себе, и кусок. Подобные определения массы в популярных источниках информации встречаются и по сей день. Особой ясности в вопрос о массе такая терминология не вносит, и только вызывает дополнительные вопросы, – какого-такого количества вещества, и что это за вещество такое?

Первые научные труды, посвященные попытке дать определение понятию массы тел, принадлежат Ньютону, который установил связь между силовым взаимодействием тел и изменением характера движения этих тел, т. е. ускорением. На эти (по тем временам – гениальные) мысли Ньютона навели опыты любознательного итальянца Галилея, который с верхушки Пизанской башни бросал вниз разные предметы, пытаясь опровергнуть многовековое заблуждение человечества о том, что увесистое тело упадет на Землю быстрее, чем более легкое. К удивлению многочисленных зевак, все тела, которые сбрасывал Галилей, приземлялись одновременно.

Ньютон, ознакомившись с опытами Галилея, пошел в размышлениях и выводах дальше – он, в одном из своих знаменитых законов указал, что ускорение, обусловленное действием на тело любой внешней силы, пропорционально величине этой силы. Т. е. одно и то же тело под действием разных по модулю сил будет ускоряться пропорционально величине (модулю) этих сил: F = ma, где m – и есть коэффициент этой пропорциональности для каждого конкретного тела, называемый его массой.

Ньютон, как и многие его предшественники, не осмелился окончательно разорвать связь между «куском теста» и массой тела, считая массу некоторой мерой количества вещества. Тем не менее, он сделал первые робкие шаги к разрыву между классическими понятиями о массе и материи, указав на нематериальную сторону массы – ее связь с инертностью тел, т. е. их вечным стремлением к покою. А это был уже прогресс в науке.

Итак, Ньютон первым использовал в своих размышлениях два понятия массы: как меры инерции и как источника тяготения, т. е. – гравитации, не отрывая, впрочем, массу от количества вещества в теле. Однако толкование массы как меры «количества материи» все чаще подвергалось критике со стороны физиков, и уже в XIX веке было признано ненаучным, нефизическим и бессодержательным.

Забегая вперед, скажем, что окончательный разрыв между понятиями массы и количеством вещества «юридически» был оформлен в прошлом веке, когда в Международную систему единиц СИ, наряду с семеркой основных и двух дополнительных единиц измерения, ввели единицу измерения количества вещества – моль.

***

Физикам осталось разобраться лишь с некоторыми неувязками по массе частиц, передвигающихся со скоростью света – фотонов, а также гипотетических глюонов и гравитонов. Ведь, согласно приведенным выше выводам, масса таких частиц должна быть бесконечной, а это уж – ни в какие ворота… Неподдающийся логике гордиев узел разрубили небрежным взмахом – признали фотоны, глюоны и гравитоны нематериальными частицами, не имеющими массы в обычном понимании.

В некоторых источниках информации встречаются термины масса покоя и релятивистская масса, увязывающие эту физическую величину со скоростью движения тела, а также понятие «нулевая масса», которой обладают частицы, перемещающиеся со скоростью света — фотоны, глюоны и гравитоны, объединенные общим названием — люксоны. Люксоны не обладают массой покоя – они могут существовать лишь во время движения.

Можно смело догадываться, что размышления человечества о природе массы тел далеки до логического завершения, поскольку в последние годы появились гипотезы и теории, пытающиеся перечеркнуть все познания человечества о Вселенной. Некоторые из таких теорий полагают, что скорость света не является рубежной – существуют и сверхсветовые скорости. В рамках специальной теории относительности теоретически возможно существование частиц с мнимой массой, так называемых тахионов. Скорость таких частиц должна быть выше скорости света.

Другие гипотезы вводят понятия отрицательной и положительной массы, утверждая, что возможно существование материальных тел или частиц, у которых импульс и энергия движения не совпадают с направлением перемещения в пространстве. Как видите, фантазии ученых безграничны, и какова будет формулировка понятия «масса тела» через десяток-другой лет предсказать невозможно.

***

Понятие об измерениях

Главная страница

Найдено 1 определение —> МАССА в физике (лат. massa — глыба) — мера инерционных (инерции) и гравитационных (гравитации) свойств материи. Инерционные свойства материи при отсутствии сил проявляются в способности тел сохранять покой или равномерное и прямолинейное движение. При действии сил инерция тел проявляется в том, что тело не мгновенно изменяет свою скорость (ускорение — вполне опред. конечная величина). В связи с этим М. тела м.б. найдена как отношение силы, действующей на тело, к ускорению, к-рое это тело получило (2-й з-н Ньютона). Исторически такая М. получила название инерционной. М. тел входит в з-н всемирн. тяготения и определяет силу их гравитационного взаимодействия. Это т.н. гравитационная (тяжелая) М. Совр. физика с большой точностью установила равенство инерционной и гравитационной М. (их эквивалентность). Равенство этих М. явл. фундаментальным з-ном природы и лежит в основе общей теории относительности (см. Относительности теория) (теории тяготения) Эйнштейна. М. и энергия связаны между собой: E = mc2 — формула Эйнштейна, где c — скорость света в вакууме. М. тела растет с ростом скорости его движения. Этот эффект становится заметным при скоростях, близких к скоростям света. Ф.М.Дягилев

Источник: История и философия науки. Энциклопедический словарь

Что такое масса в физике? Виды массы, формулы, масса в современной физике

От DA

31.12.2018 21:31 4236 5

Масса в физике является одним из основных понятий, которое используется во многих законах динамики и статики. Поэтому необходимо четко разобраться, что это за величина. В данной статье рассматривается подробно вопрос, что такое масса в физике. Итак, приступим.

Виды, значение

Что такое масса в физике? Кратко можно сказать, что под этим термином понимают физическую величину, присущую материи. Она определяет ее гравитационные, инерционные и энергетические свойства. Масса измеряется в килограммах в системе СИ.

image

Проявляет себя эта величина несколькими способами. Во-первых, существует так называемая инерционная масса. Она определяет возможность изменять скорость тела при воздействии внешней силы на него и рассчитывается по такой формуле: m=F/a. Где a — ускорение, которое возникает в результате действия силы F. Чем больше инерционная масса, тем сложнее разогнать тело и труднее остановить его.

Еще одной формулой, которая дает ответ на вопрос, как найти в физике массу (инерционную), является следующая: m=p/v. Где p — импульс тела, v — скорость.

image

Во-вторых, следует сказать о гравитационной массе. Что такое в физике обозначает этот термин? Это величина, которая является коэффициентом пропорциональности в формуле для силы гравитационного притяжения между двумя телами. Эта формула называется законом всемирного тяготения, записывается так: F=G*m1*m2 /r2. Здесь r — расстояние между телами, G — постоянная гравитации. Массы m1 и m2 показывают интенсивность силы притяжения F.

Наконец, в-третьих, масса — это величина, описывающая энергию, заключенную в телах. Интерпретация этих величин как единой материи стала возможной благодаря появлению теории относительности Эйнштейна и развитию атомной отрасли промышленности.

В настоящее время в результате анализа большого количества экспериментальных данных доказано, что все описанные виды массы являются одной и той же характеристикой. Например, разница между инерционной и гравитационной величиной находится в области погрешности измеряемых приборов.

Масса и вес

При рассмотрении вопроса, что такое масса в физике, выше было сказано, что она пропорциональна количеству вещества, но не является им. Здесь же скажем, что вес тела пропорционален его массе, но ею не является.

Эти понятия часто путают между собой. Когда мы измеряем свою массу тела в килограммах с помощью каких-либо весов, то на самом деле мы определяем вес. Под последним понимают значение силы, с которой тело давит на опору или с которой растягивает нить, прикрепленную к нему.

Вес тела по абсолютной величине совпадает с силой тяжести. Расчет его выполняется по формуле: P=m*g. Где g = 9,81 м/с2 — ускорение, которое всем телам сообщает притяжение нашей планеты вблизи ее поверхности. Последняя формула позволяет определить массу: m=P/g.

Весы для измерения массы

image

Весы напольные, электронные, ручные, используемые для измерения массы тела в физике, откалиброваны специальным образом. Они показывают сразу килограммы. То есть, пересчитывают вес в массу по формуле, представленной в пункте выше. Вот так устроены эти приборы.

Другим способом измерения массы являются весы с двумя плечами рычага. Для определения рассматриваемой величины с помощью таких устройств используют набор эталонных гирь. Ими стараются уравновесить измеряемое тело.

Расчет массы через плотность и объем

Как найти массу в физике? Вычислить эту величину можно не только применяя различные формулы, в которые входят значения действующих на тело сил. Как было отмечено, рассматриваемая характеристика зависит линейно от количества вещества. Последнее занимает некоторую часть пространства, которая называется объемом. А друг с другом они связаны через плотность. Поясним подробнее.

Соответствующая формула, связывающая объем, массу и плотность в физике, выглядит так: m=ρ*V.

Если два тела обладают одинаковым объемом, но имеют разную плотность, то масса того тела будет больше, у которого плотность выше. Примером таких материалов являются дерево и металл или пух и камень. Соответственно, увеличение объема тела при постоянной плотности приводит к возрастанию его массы. Это доказывает аддитивность последней.

Масса и бозон Хиггса

В настоящее время в физике существует актуальная и важная задача, которая заключается в создании единой физической теории наблюдаемой Вселенной. Эта теория должна будет объединить все существующие виды взаимодействия, их насчитывается четыре, три из них уже агрегированы — это ядерное (сильное), слабое и электромагнитное. Проблема возникла при описании в рамках полученной теории явления гравитации.

image

Она связана прямым образом с массой тела. Причиной существования последней является так называемый бозон Хиггса. Эта элементарная частица, взаимодействуя с пространством и временем, приводит к его искривлению, что проявляется в виде явления массы. Бозон Хиггса был обнаружен в результате экспериментов на большом коллайдере в ЦЕРН. В настоящее время многие группы ученых работают над проблемой создания общей теории, в которой массе будет отведена ключевая позиция.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий