Masa - miara ilości substancji

Co dobrze byłoby umieć na wstępie?
... właściwie ten rozdział można czytać bez wstępnego przygotowania.

Czym jest masa?

Masa jest dosyć tajemniczą wielkością. Wiemy, że jest, i wiemy, że objawia się nam na dwa sposoby, ale to "czym" jest masa - właściwie do końca nie wiadomo...

Sposób 1 "objawiania" się masy:
Masa stanowi czynnik powodujący powstawanie ciężkości, czyli wywołujący zjawisko grawitacji. Mówiąc po prostu - masywne ciało trudno jest podnieść.

 

Sposób 2 "objawiania" się masy:
Masa jest miarą bezwładności ciała, a więc wpływa na to, że "masywne" ciało trudno jest  rozpędzić, a rozpędzone - trudno zatrzymać. (patrz dalej pęd2 zasada dynamiki Newtona)

 

Wiemy jeszcze to, że masa jest wielkością addytywną - tzn. jeżeli weźmiemy dwa ciała i połączymy ze sobą, to masa całego układu jest sumą mas składników tego układu.

Jednostka masy

Jednostką masy jest kilogram (skrót kg). Jednostka ta należy do tzw. jednostek podstawowych (patrz Jednostki układu SI), co oznacza, że jest ona definiowana poprzez eksperyment fizyczny, a nie na drodze przeliczeń innych jednostek. Ze sposobu definiowania masy 1kg wynika, że mamy tylko jedno ciało na świecie, o którym na pewno wiadomo, że ma masę dokładnie jednego kilograma. Jest to walec wykonany ze stopu platyny i irydu, umieszczony w Sevres pod Paryżem - służy on oczywiście jako wzorzec kilograma.

Niekiedy masę wyraża się też w gramach (g) lub tonach (T); znacznie rzadziej w innych jednostkach.

Wyznaczanie masy

Wyznaczanie masy nieznanego ciała odbywa się za pomocą wagi szalkowej przez porównanie z masą wzorcową (odważnikami). Stosuje się też metodę wag sprężynowych, ale jest ona najczęściej mniej dokładna.

Od czego zależy masa ciała?

Masa jest tym większa, im większe jest ciało (ma większą objętość) i im większa jest jego gęstość.
Inaczej rzecz ujmując, masa ciała rośnie wraz z
ilością atomów lub cząsteczek ciała, czyli najczęściej też z wielkością ciała
masą atomów lub cząsteczek z jakich składa się ciało (masą atomową  lub cząsteczkową) 

Tak więc aby otrzymać większą masę, trzeba albo dołożyć cząsteczek, albo zamienić cząsteczki na cięższe. (Patrz: gęstość)

Kilka końcowych uwag o masie

Jak to napisano we wstępie, masa jest wielkością tajemniczą. Z czego to wynika? - otóż istnieją obiekty, które w ogóle nie mają masy (a właściwie nie mają masy jeżeli się nie poruszają) - są to fotony. Poza tym masę możemy traktować jako jedną z form energii (świadczy o tym słynny wzór Einsteina E = m ∙ c2). Ale gdzie jest granica między masą a "czystą" energią? W astronomii zaobserwowano ciekawe zjawisko "masy ukrytej" a więc prawdopodobnie ciał, których nijak nie można zaobserwować, ale które wytwarzają grawitację większą niż cała obserwowalna część Wszechświata. Zagadek jest jeszcze więcej; ale... o masie - można by długo.