Masa

Masa ir matērijas daudzums, ko satur ķermenis, vai matērijas īpašība, kas vienāda ar priekšmeta pretestību izmaiņām tā kustības ātrumā vai virzienā (pretestība paātrinājumam jeb inerce). Starptautiskās mērvienību sistēmas (SI) masas pamatmērvienība ir kilograms (kg). Masa ir viens no būtiskākajiem fizikas pētījumu priekšmetiem.

Masas mērvienības

SI sistēmas masas pamatmērvienība ir kilograms. Masu mēra arī citās atvasinātās mērvienībās — gramos, miligramos, mikrogramos un tā tālāk. SI mērvienībām līdztekus lietojamās mērvienības ir tonna, centners, karāts un atommasas vienība.

Valstīs, kurās iedzīvotāji runā angļu valodā, biežāk izmanto tādas masas mērvienības, kā mārciņa, kvarters, unce, drahma, grans un citas.

Latvijā līdz 19. gadsimta vidum izmantotās masas mērvienības tirdzniecībā bija šādas: lasts, birkavs, pods, mārciņa, unce, lote un kventiņš. Aptiekās izmantoja mārciņas, unces, drahmas, skrupuli un granus.

Masas noteikšana

Masu visbiežāk mēra ar svariem

Ķermeņa masu tiešā veidā var noteikt, izmantojot svarus. Var izmantot arī atsvaru svarus, kur apskatāmā ķermeņa masa tiek salīdzināta ar atsvaru masu, kura jau ir zināma.

Ķermeņa masu var noteikt arī netieši: ja ir zināms ķermeņa tilpums un ķermeņa materiāla blīvums, tad tā masu var aprēķināt, sareizinot tilpumu ar blīvumu.

m=\rho V\

,

kur

m — masa [kg]
ρ — blīvums [kg/m³]
V — tilpums [m³]

Ja ķermeņu tilpumi ir vienādi, tad lielāka masa ir ķermenim, kuram ir lielāks blīvums.

Masa Ņūtona likumos

Pēc Ņūtona likumiem, masa ir inerces un gravitējošās darbības mērs.

Otrais Ņūtona likums nosaka, ka paātrinājums ${\vec {a}}$ ir proporcionāls pieliktajam spēkam ${\vec {F}}$ un apgriezti proporcionāls ķermeņa masai $m$ :

${\vec {a}}={\frac {\vec {F}}{m}}$ .

Ņūtona vispasaules gravitācijas likums nosaka, ka starp visiem ķermeņiem darbojas pievilkšānās spēks $F$ , kas ir proporcionāls ķermeņu masām $m_{1}$ un $m_{2}$ un apgriezti proporcionāls to attāluma $R$ kvadrātam:

$F=G{\frac {m_{1}m_{2}}{R^{2}}}$ , kur $G$ ir gravitācijas konstante. ^[1]

Inertās un gravitējošās masas ekvivalence

Gravitējošās darbības mērs jeb gravitējošā masa un inerces mērs jeb inertā masa ir vienādi:

$m_{in}=m_{g}=m$ .

Masa un svars

Ikdienā ar terminiem "masa" un "svars" saprot vienu un to pašu, bet zinātnē tie ir divi atšķirīgi jēdzieni. Atšķirībā no masas svars ir spēks, ar kādu ķermenis gravitācijas ietekmē darbojas uz citiem ķermeņiem, piemēram, uz svariem. Ķermeņa svaru $P$ aprēķina, masu $m$ sareizinot ar brīvās krišanas paātrinājumu $g$ . Uz Zemes brīvās krišanas paātrinājums ir aptuveni 9,8 m/s², citiem debess ķermeņiem tas ir savādāks.

P=mg\

Masas un enerģijas ekvivalence

Speciālajā relativitātes teorijā, kuru 1905. gadā izveidoja Alberts Einšteins, masa ir saistīta ar enerģiju. Modernā fizika uzskata, ka masu ir iespējams pārvērst enerģijā, un otrādi — enerģiju var pārvērst masā. Pēc Einšteina formulas E = mc², masa ir vienāda ar enerģijas daudzumu uz gaismas ātruma kvadrātu:

m={\frac {E}{c^{2}}}\

Klasiskajā fizikā masa un enerģija tiek uzskatītas par atšķirīgiem fizikālajiem lielumiem.

Relativitātes teorijā ķermeņa masa ir atkarīga no ķermeņa pārvietošanās ātruma. Šis aspekts tiek ņemts vērā, ja ātrums ir salīdzinoši tuvs gaismas ātrumam. Jo lielāks ātrums, jo lielāka kļūst ķermeņa masa.