Следующий раздел: Какие существуют вечные двигатели? Выше по контексту: Краткая физическая энциклопедия1 Предыдущий раздел: Что такое фулерены?

Как измерить массу тела в космосе?

Вопрос: Как измерить массу тела в космосе, ведь там нет веса?

Ответ:Давайте разберемся с тем, что такое масса. Масса это фундаментальная физическая величина, определяющая инерционные и гравитационные физические свойства тела.

С точки зрения теории относительности масса тела m характеризует его энергию покоя \(E_{0}\), которая согласно соотношению Эйнштейна: \(E_{0}=mc^{2}\), где \(c\) -- скорость света.

В ньютоновской теории гравитации масса служит источником силы всемирного тяготения, притягивающей все тела друг к другу. Сила \(F_{g}\), с которой тело массы \(m_{1}\) притягивает тело с массой \(m_{2}\), определяется законом тяготения Ньютона:

\begin{displaymath}F_{g} = -\frac{Gm_{1}m_{2}}{r^{2}}.\end{displaymath}

Инерционные свойства массы в нерелятивистской (ньютоновской) механике определяются соотношением \(F=ma\). Из сказанного выше, можно получить по крайней мере три способа определения массы тела в невесомости.

1.
Можно аннигилировать (перевести всю массу в энергию) исследуемое тело и измерить выделившуюся энергию -- по соотношению Эйнштейна получить ответ. (Годится для очень малых тел -- например, так можно узнать массу электрона)

2.
С помощью пробного тела измерить силу притяжения, действующую на него со стороны исследуемого объекта и, зная расстояние по соотношению Ньютона, найти массу. (Годится для очень больших тел -- например, так можно узнать массу планеты)

3.
Подействовать на тело с какой -- либо известной силой (например прицепить к телу динамометр) и измерить его ускорение, а по соотношению \(F=ma\) найти массу тела (Годится для тел промежуточного размера).

Да, если вам доведется побывать в невесомости, то помните, что отсутствие веса, это не значит отсутствие массы и в случае удара о борт вашего космического корабля синяки и шишки будут самыми настоящими :).



baldin@inp.nsk.su
1999-05-25