Bir cismin kütlesine, cisme etki eden kuvvetin, cisim tarafından elde edilen ivmeye oranına eşit fiziksel nicelik denir: a. Normal şartlar altında (cismin hızları ışık hızından c çok daha azdır) bu oran sabittir.

Newton'un ikinci yasası temelinde türetilen kütle, cismin eylemsizlik özelliklerini belirler ve bu nedenle buna eylemsizlik kütlesi denir. Ayrıca yerçekimi (ağır) kütle kavramı da vardır - söz konusu cismin diğer cisimlerle, örneğin Dünya ile yerçekimi etkileşiminin ölçüsünü belirleyen fiziksel bir miktar. Kanun metninde Yerçekimiözellikle, kütle merkezinden r mesafesindeki herhangi bir nesnenin bir yerçekimi ivmesi yarattığını belirterek:

yerçekimi kütlesi yukarıdaki formülde m faktörü olarak mevcuttur Formül (1)'de yer alan G miktarına yerçekimi sabiti denir, sayısal değeri birim sisteminin seçimine bağlıdır; SI sisteminde. Evrensel yerçekimi yasasının bu tanımına göre, örneğin 1 kg kütle standardına neden olan yerçekimi ivmesini ölçmek prensipte mümkündür ve aynı mesafede aynı ivmeye neden olan herhangi bir nesne atanabilir. 1 kg kütle.

Eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin tanımları ilk bakışta çok farklıdır. Vücudun dış etkilere "direnme" yeteneğini karakterize eden atalet kütlesi pasif bir rol oynar; yerçekimi kütlesi çekim yaratır, yani aktif bir ilkedir.

Yüzlerce yıldır bilim adamları şu soruyla ilgileniyorlar: Bu iki kavram eşdeğer midir? Atalet ve yerçekimi kütlelerinin eşdeğerliğini kontrol etme klasik deneyimi I. Newton tarafından gerçekleştirildi ve "Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri" nde tanımlandı:

“Altın, gümüş, kurşun, cam, kum, sofra tuzu, odun, su ve buğdayı test ettim. İki özdeş kutu aldım. Birini odunla doldurdum ve diğerinin salıncağının ortasına aynı ağırlıkta (olabildiğince doğru) bir altın parçası yerleştirdim. 11 fit uzunluğunda iplere asılan kutular, ağırlık ve şekil olarak tamamen aynı ve eşit derecede hava direncine maruz kalan bir çift sarkaç oluşturdu; onları yan yana koyarak uzun süre aynı salınımla birlikte ileri geri sallanmalarını izledim.

Ve bu nedenle (Sonuçlar I ve VI, Önerme XXIV, Kitap II sayesinde) altın içindeki madde miktarı, eylem olarak, ağaçtaki madde miktarı ile ilgiliydi. itici güç tüm altın üzerinde, tüm ağaç üzerindeki itici gücün hareketine; başka bir deyişle, birinin ağırlığının diğerinin ağırlığına oranı olarak.

Ve aynı ağırlıktaki cisimlerde yapılan bu deneylerin yardımıyla, toplamın binde birini oluşturan bir maddenin miktarlarındaki farkı tespit etmek mümkün oldu.

Newton'un deneylerinden sonra, atalet ve yerçekimi kütlelerini ölçme tekniği gelişti ve doğrulukları arttı.

Şu anda, Sovyet fizikçileri V. B. Braginsky ve V. I. Panov'un deneylerinde, yerçekimi ve eylemsizlik kütlelerinin eşdeğerliği, Newton tarafından açıklanan deneyin doğruluğundan bir milyar kat daha yüksek olan 10-12 doğrulukla kanıtlanmıştır.

Atalet ve yerçekimi kütlelerinin doğasının birliği ve sonuç olarak deneylerde kurulan sayısal tesadüfleri gerçeği A. Einstein tarafından açıklandı. Görelilik teorisinde, bir cismin kütlesini içerdiği E enerjisine bağlayarak kütle kavramına yeni bir anlam verdi:

İtibaren bu tanım aşağıdaki gibidir: vücudun dinlenme kütlesi eşitse, bu, dinlenme enerjisi olarak adlandırılan enerjiyi içerdiği anlamına gelir. Bu tanıma göre, bir cismin kütlesinin hızına bağlı olduğu ortaya çıkıyor:

(ışık hızıyla karşılaştırılabilir muazzam hızlarda).

Bilindiği gibi, bir fotonun enerjisi, frekansı v:E ile belirlenir; burada h, Planck sabitidir. Öte yandan, Einstein'ın formülüne göre, . Bu iki formülün karşılaştırılması, fotonun eşit bir atalet kütlesine sahip olduğu sonucuna götürür (elbette sıfıra eşit olan geri kalan kütleden ayırt edilmelidir).

1960'da Amerikalı bilim adamları Pound ve Rebke, fotonun aynı zamanda eylemsizlik kütlesine eşit bir yerçekimi kütlesine sahip olduğunu gösteren en ince deneyi yaptılar. Dünya'nın üzerinde H yüksekliğinde, Dünya'nın merkezine doğru v frekansına sahip bir foton yayınlanırsa, o zaman yeryüzü onun kinetik enerji azaldıkça artar potansiyel enerji. Enerjinin korunumu yasasından elde ettiğimiz:

Burada fotonun kütlesinin düşme sırasında değişmediği varsayılır. Böylece, bir foton, kaynak tarafından yayıldığından farklı bir frekans v ile alıcıya doğru uçtu. saat

Böyle ince bir deney, Mössbauer etkisi kullanılarak gerçekleştirildi.

, hangisini kastettiklerini belirtmeden sadece kütle hakkında konuşurlar.

Klasik mekanikte, bir cisimler sisteminin kütlesi, onu oluşturan cisimlerin kütlelerinin toplamına eşittir. AT göreli mekanik kütle toplamsal bir fiziksel nicelik değildir, yani, genel durumda sistemin kütlesi, bileşenlerin kütlelerinin toplamına eşit değildir, ancak bağlayıcı enerjiyi içerir ve parçacıkların hareketinin doğasına bağlıdır. herbiri.

Kütle kavramının doğrudan genellemeleri, atalet momenti gibi tensör özelliklerini ve hidrostatik, hidrodinamik ve kuantum teorisinde kullanılan kütle yer değiştirmesi, eklenen kütle ve etkin kütle gibi "vücut artı ortam" sisteminin özelliklerinin özelliklerini içerir.

denklik ilkesi

Yerçekimi alanındaki tüm fenomenler, bu alanların güçleri çakışırsa ve sistemin gövdeleri için başlangıç ​​koşulları aynıysa, karşılık gelen atalet kuvvetleri alanında olduğu gibi gerçekleşir.

Yerçekimi kütlesi, klasik mekanikte cisimlerin yerçekimi etkileşiminin bir ölçüsü olan bir özelliğidir. Tanım olarak, cisimlerin dinamik özelliklerini belirleyen atalet kütlesinden farklıdır.

Deneysel olarak belirlendiği gibi, bu iki kütle orantılı herbiri. Bu yasadan herhangi bir sapma bulunamadı, bu nedenle, atalet kütlesi için yeni ölçüm birimleri getirilmedi (yerçekimi kütlesinin ölçüm birimleri kullanılıyor) ve orantı katsayısı bire eşit olarak kabul ediliyor, bu da hakkında konuşmamıza izin veriyor. eşitlik eylemsizlik ve yerçekimi kütleleri.

İki tür kütlenin orantılılığının ilk testinin evrenselliği keşfeden Galileo Galilei tarafından yapıldığı söylenebilir. serbest düşüş. Galileo'nun cisimlerin serbest düşüşünü gözlemleme deneylerine göre, kütlesi ve malzemesi ne olursa olsun tüm cisimler aynı serbest düşüş ivmesiyle düşer. Şimdi bu deneyler şu şekilde yorumlanabilir: Dünya'nın yerçekimi alanından daha büyük bir cisme etki eden kuvvetteki bir artış, atalet özelliklerindeki bir artışla tamamen telafi edilir.

Newton, eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin eşitliğine dikkat çekti, ayrıca ilk kez% 0,1'den fazla farklılık göstermediğini (başka bir deyişle, 10 -3'e eşit olduklarını) kanıtladı. Bugüne kadar, bu eşitlik deneysel olarak çok yüksek bir doğruluk derecesi ile doğrulanmıştır (2009 için en iyi deneyde atalet ve yerçekimi kütleleri arasındaki göreceli farklılığa duyarlılık (0.3±1.8)·10 −13) .

"Zayıf denklik ilkesi" ile "güçlü denklik ilkesi" arasında bir ayrım yapılmalıdır. Güçlü denklik ilkesi şu şekilde formüle edilebilir: keyfi bir yerçekimi alanındaki uzay-zamanın her noktasında, dikkate alınan noktanın yeterince küçük bir komşuluğunda yerel olarak eylemsiz bir koordinat sistemi seçilebilir. Doğa yasaları"Doğa yasaları"nın tüm doğa yasaları anlamına geldiği, hızlandırılmamış Kartezyen koordinat sistemlerindekiyle aynı forma sahip olacaktır.
Zayıf ilke, "doğa kanunları" kelimelerinin, "serbest düşen parçacıkların hareket kanunları" kelimeleri ile değiştirilmesiyle farklıdır. Zayıf ilke, yerçekimi ve eylemsizlik kütlelerinin gözlemlenen eşitliğinin başka bir formülasyonundan başka bir şey değildir, güçlü ilke ise herhangi bir fiziksel nesne üzerindeki yerçekiminin etkisinin gözlemlerinin genelleştirilmesidir.

kütle tayini

M 2 = E 2 c 4 − p 2 c 2 (\displaystyle m^(2)=(\frac (E^(2))(c^(4)))-(\frac (\mathbf (p) ^) (2))(c^(2)))),

nerede E - toplam enerji serbest gövde, p- momentumu, c- Işık hızı.

Yukarıda tanımlanan kütle göreli bir değişmezdir, yani tüm referans çerçevelerinde aynıdır. Vücudun durduğu referans çerçevesine gidersek, o zaman m = E 0 c 2 (\displaystyle m=(\tfrac (E_(0))(c^(2))))- kütle, dinlenme enerjisi tarafından belirlenir ( Kütle ve enerjinin denkliği).

Bu tanımlar, özellikle ışık hızının 1 olarak alındığı birimler sisteminde (örneğin, Planck'ta veya fizikte kabul edilenlerde) basit görünmektedir. temel parçacıklar kütle, momentum ve enerjinin elektron volt cinsinden ölçüldüğü birimler sistemi):

Servis istasyonunda: m = p ben 2 = E 2 − p 2 (\displaystyle m=(\sqrt (p_(i)^(2)))=(\sqrt (E^(2)-\mathbf (p) ^(2)) )). OTO'da: m = g ben k p ben p k (\displaystyle m=(\sqrt (g_(ik)p^(i)p^(k)))).

Ancak kütlesi sıfır olan parçacıkların (foton ve varsayımsal graviton) boşlukta ışık hızında hareket ettiğine dikkat edilmelidir. c≈ 300.000 km/s) ve bu nedenle hareketsiz kalacakları bir referans çerçevesi yoktur. Buna karşılık, kütlesi sıfır olmayan parçacıklar her zaman ışık hızından daha yavaş hareket eder.

"Dinlenme kütlesi" ve "göreceli kütle" hakkında

Modern terminolojide, terim ağırlık terimler yerine kullanılır değişmez kütle veya dinlenme kütlesi, anlam olarak onlara tamamen eşdeğerdir. Bazı durumlarda (özellikle popüler literatürde), ancak bu, terimin anlaşılması nedeniyle karışıklığı önlemek için açıkça belirtilmiştir. ağırlık bu paragrafta açıklanan başka bir - eski - anlamda.

20. yüzyılın başı ve ortası ile ilgili çok sayıda kaynakta ve ayrıca popüler bilimde, yukarıda tanıtılan kütle kavramına "dinlenme kütlesi" denirken, kütlenin kendisi klasik tanım temelinde tanıtıldı. momentum

Bu durumda m = E c 2 (\displaystyle m=(\tfrac (E)(c^(2)))) ve vücut kütlesinin artan hız ile arttığını söyledi. Bu tanımla, kütle kavramı enerji kavramına eşdeğerdi ve ayrıca kendi CO2'sinde ölçülen "durgun kütle" ile hareketli cismin "göreceli kütlesi"nin ayrı ayrı tanıtılması gerekiyordu. Bu yaklaşım, klasik fizikle çok sayıda analoji çizmeye izin verdiği için uzun süre yaygındı, ancak modern fizikte. Bilimsel edebiyat nadiren kullanılır, çünkü herhangi bir yeni sonuç vermeden terminolojide ek karışıklığa neden olur. Lafta göreceli kütle katkı maddesi olduğu ortaya çıkıyor (sistemin, kurucu parçacıklarının durumuna bağlı olan geri kalan kütlesinin aksine). Ancak bu terminolojide kütlesiz parçacıklar (örneğin fotonlar) değişken bir kütleye sahiptir; dahası, göreli kütle, parçacık dinamiği yasalarının formülasyonunu hiç de basitleştirmez.

Kovaryant eşitliği, SRT'de kütle ve hız açısından momentumun klasik tanımının tam bir analogu olarak düşünülmelidir.

pozitif kütle

Pozitif kütleli parçacıklar (tardionlar) Standart Modelin hemen hemen tüm parçacıklarını içerir: leptonlar (Standart Modelin orijinal versiyonunda kütlesiz kabul edilen nötrinolar dahil), kuarklar, W- ve Z-bosonları, Higgs bozonu. Bu parçacıklar, dinlenme de dahil olmak üzere, ışık hızından daha düşük herhangi bir hızda hareket edebilir. Tardionlar ayrıca bilinen tüm bileşik parçacıkları içerir: baryonlar (proton ve nötron dahil) ve mezonlar.

sıfır kütle

Şu anda bilinen sıfır kütleli parçacıklar (kütlesiz, lüksonlar), fotonları ve gluonları ve ayrıca varsayımsal gravitonları içerir. Serbest haldeki bu tür parçacıklar ancak ışık hızında hareket edebilir. Ancak kuantum renk dinamiğinden serbest halde gluonların bulunmadığı sonucu çıkarıldığından, yalnızca ışık hızında hareket eden fotonlar doğrudan gözlemlenebilir (aslında, bu yüzden ışık hızı denir). Uzun süre nötrinoların da sıfır kütleye sahip olduğuna inanılıyordu, ancak vakum nötrino salınımlarının keşfi, nötrino kütlesinin çok küçük olmasına rağmen sıfıra eşit olmadığını gösteriyor.

Sıfır kütleli birkaç parçacığın bir kombinasyonunun (ve örneğin bağlantılı parçacıklar olması durumunda) sıfır olmayan bir kütleye sahip olabileceğine dikkat edilmelidir.

negatif kütle

hayali kütle

Özel görelilik teorisi çerçevesinde, takyon adı verilen hayali bir kütleye sahip parçacıkların varlığı matematiksel olarak mümkündür. Bu tür parçacıkların gerçek enerji ve momentum değerleri olacaktır ve hızları her zaman ışık hızından daha yüksek olmalıdır. Bununla birlikte, tek takyonları gözlemleme olasılığının varsayımı, bir takım metodolojik zorluklara (örneğin, nedensellik ilkesinin ihlali) neden olur, bu nedenle çoğu modern teoride tek takyonlar tanıtılmaz. Bununla birlikte, kuantum alan teorisinde, nedensellik ilkesini ihlal etmeyen takyon yoğunlaşmasını dikkate almak için hayali bir kütle tanıtılabilir.

Kütle birimleri

Çok küçük parçacıkların kütlesi, Compton dalga boyunun tersi kullanılarak belirlenebilir: 1 cm -1 ≈ 3.52 × 10 -41 kg. Çok büyük bir yıldızın veya kara deliğin kütlesi, yerçekimi yarıçapı ile tanımlanabilir: 1 cm ≈ 6,73 × 10 24 kg.

kütle ölçümü

Kütleyi ölçmek için kullanılan çoğu alet, eylemsizlik ve yerçekimi kütlesi arasındaki denklik ilkesinin kullanımına dayanır. Terazi adı verilen bu tür aletlerin yardımıyla cisimlerin kütlesi ağırlıklarına göre belirlenir. Yaylı terazilerde ağırlık, esnek bir yayın deformasyon derecesi ile ölçülür. Kaldıraçta - ağırlık, ilgili cismin ağırlığının bilinen kütlenin standartlarının (ağırlıklarının) ağırlığı ile karşılaştırılarak belirlenir.

Yüklü temel parçacıkların kütleleri, bulut odasındaki izleriyle belirlenir. Bir bulut odasında iz bırakmayan kısa ömürlü temel parçacıkların kütleleri, bozunma ürünlerinin toplam enerjisi tahmin edilerek belirlenir.

Dünyanın kütlesi, yerçekimi sabitinin bilinen değerlerine ve Dünya'nın yarıçapına dayanan Newton'un evrensel yerçekimi yasası temelinde belirlenir. Güneş'in kütlesi, yerçekimi sabitinin bilinen değerlerine, Dünya ile Güneş arasındaki mesafeye ve Dünya'nın Güneş etrafındaki dönüş periyoduna dayanan Newton'un evrensel yerçekimi yasası temelinde de belirlenir. . Galaksimizin kütlesi, Güneş'in Galaksinin merkezi etrafındaki dönüş periyoduna ve Galaksinin merkezine olan uzaklığına göre belirlenir.

En yakın ikili yıldızların kütleleri, aralarındaki mesafeden ve devrim periyotlarından belirlenir. Bir yıldızın uydusu yoksa ve ana diziye aitse, kütlesi parlaklığına veya yüzey sıcaklığına göre belirlenebilir.

Etimoloji ve kavramın tarihi

Bilimsel bir terim olarak kütle, Newton tarafından madde miktarının bir ölçüsü olarak tanıtıldı, ondan önce doğa bilimciler ağırlık kavramıyla çalıştılar. Doğal Felsefenin Matematiksel İlkeleri'nde (1687), Newton ilk olarak fiziksel bir bedendeki "madde miktarını", yoğunluğunun ve hacminin ürünü olarak tanımladı. terimini de aynı anlamda kullanacağını belirtmiştir. ağırlık. Son olarak, Newton kütleyi fizik yasalarına sokar: önce Newton'un ikinci yasasına (momentum aracılığıyla) ve sonra kütleçekim yasasına girer, buradan da ağırlığın kütleyle orantılı olduğunu hemen takip eder. Newton bu orantılılığa açıkça işaret etti ve hatta o yıllarda mümkün olan tüm doğrulukla deneysel olarak test etti: “Kütle vücudun ağırlığı tarafından belirlenir, çünkü sarkaç deneylerinde bulduğum ağırlıkla orantılıdır. en doğru yol” (Newton bu deneyleri “Başlangıçlar”ın III. cildinde ayrıntılı olarak anlattı).

Gerçekte, Newton sadece iki kütle anlayışını kullanır: bir eylemsizlik ölçüsü olarak ve bir yerçekimi kaynağı olarak. "Madde miktarı"nın bir ölçüsü olarak yorumlanması, açık bir örnekten başka bir şey değildir ve daha 19. yüzyılda fiziksel olmadığı ve anlamsız olduğu için eleştirilmiştir.

Uzun süre kütlenin korunumu yasası, doğanın ana yasalarından biri olarak kabul edildi. Ancak 20. yüzyılda bu yasanın enerjinin korunumu yasasının sınırlı bir versiyonu olduğu ortaya çıktı ve birçok durumda buna uyulmadı.

Evrendeki Kütle

– fiziksel miktar atalet, enerji ve yerçekimi özelliklerini belirleyen maddenin temel özelliklerinden biri olan .
Kütle genellikle bir Latin harfi ile gösterilir m.
Kütle birimleri
Kütle için CI birimi kilogramdır. Gauss sisteminde kütle gram olarak ölçülür. AT atom fiziği fizikte kütleyi atomik kütle birimine eşitlemek gelenekseldir sağlam vücut- bir elektronun kütlesine, yüksek enerji fiziğinde kütle elektron volt olarak ölçülür. Bilimde kullanılan bu birimlere ek olarak, ayrı kullanım alanlarını koruyan çok çeşitli tarihsel kütle birimleri vardır: pound, ons, karat, ton vb. Astronomide kütle karşılaştırma birimi gök cisimleri güneşin kütlesidir.
Kütle türleri
Kesin olarak söylemek gerekirse, iki farklı miktar vardır. yaygın isim"ağırlık":

eylemsizlik kütlesi Bir cismin bir kuvvetin etkisi altında hareket durumundaki bir değişikliğe direnme yeteneğini karakterize eder. Kuvvetin aynı olması koşuluyla, kütlesi daha az olan bir cisim hareket durumunu, kütlesi daha fazla olan bir cisme göre daha kolay değiştirir. Eylemsizlik kütlesi Newton'un ikinci yasasında görünür.

yerçekimi kütlesi vücudun yerçekimi alanı ile etkileşiminin yoğunluğunu karakterize eder. Newton'un evrensel yerçekimi yasasında görünür.

Rağmen eylemsizlik kütlesi ve yerçekimi kütlesi kavramsal olarak farklı kavramlardır, bugüne kadar bilinen tüm deneyler, iki kütlenin de birbiriyle orantılı olduğunu göstermektedir. Bu, bir birimler sistemi oluşturmanıza izin verir, böylece üç kütlenin ölçüm birimi aynı olur ve hepsi birbirine eşit olur. Hemen hemen tüm birim sistemleri bu prensip üzerine inşa edilmiştir.
genel görelilik atıl ve yerçekimsel kütleler tamamen eşdeğer olarak kabul edilir.
denklemler
Vücut ataletinin bir ölçüsü olarak kütle, Newton'un ikinci yasasına dahil edilir, şöyle yazılır:

Nerede - Hızlanma ve - Vücuda etki eden kuvvet.
Karşılık gelen bir şekilde kütle de kuantum hareket denklemlerine girer: Schrödinger denklemi, Dirac denklemi, vb.
Cisimlerin yerçekimi etkileşimini belirleyen bir miktar olarak kütle, evrensel yerçekimi yasasının formülasyonuna dahil edilir.

,

G yerçekimi sabiti olduğunda, m 1 ve m 2 – birbiriyle etkileşen iki cismin kütleleri, – İkinci cismin yanından birinci cisme etki eden kuvvet, – Cisimler arasındaki uzaklık vektörü. yani kütle m 2, ikinci gövde tarafından oluşturulan yerçekimi alanının büyüklüğünü ve kütleyi belirler. m Bu alanın vücuda etki ettiği 1 kuvvet. Her iki kütle de simetrik olarak evrensel çekim yasasına girer.
Enerji ile bağlantı
Kütle değişmez bir büyüklüktür. Yani, enerji ve momentum bileşenleri diğerine geçerken birbirlerinden dönüştürülür. atalet sistemi koordinatlar, kütle sabit kalırken.

koruma yasaları

Kütlenin Korunumu Yasası makalesinde daha fazlasını okuyun

18. yüzyılda kimyasal deneyler, kütlenin korunumu yasasını ortaya çıkardı. kimyasal dönüşümler. içine giren maddelerin toplam kütlesi Kimyasal reaksiyon, reaksiyon sonucunda çöken maddelerin toplam kütlesine eşittir. Ancak göreli fizikte kütlenin korunumu yasası geçerli değildir.
Temel parçacıkların kütlesi
Kütle, daha doğrusu durgun kütle, temel parçacıkların önemli bir özelliğidir. Deneyde gözlemlenen parçacıkların kütlesinin bu değerlerine neyin sebep olduğu sorusu şudur: önemli konu temel parçacıkların fiziği. Bu nedenle, örneğin, bir nötronun kütlesi, bu parçacıkları oluşturan kuarkların etkileşimindeki farktan dolayı, bir protonun kütlesinden biraz daha büyüktür. Bazı parçacıkların kütlelerinin yaklaşık eşitliği, onları tek bir maddenin farklı durumları olarak yorumlayarak onları gruplar halinde birleştirmemize izin verir. ortak parçacık izotopik dönüşün farklı değerleri ile.
Kütle kavramının genelleştirilmesi
Serbest bir parçacığın momentumunun küçük değerleri için, yani. üzerine hiçbir kuvvet etki etmeyecek şekilde, parçacığın enerjisi formülle belirlenir.

Burada p parçacığın momentumu. Enerjinin momentuma olan bu bağımlılığına denir. parabolik dağılım yasası.
Çoğu durumda, kompleksin enerji bağımlılığı fiziksel sistem kütle üzerinde benzer bir ikinci dereceden forma sahiptir. Örneğin, böyle bir bağımlılık, bir katıda enerji bantlarının dağılımı yasası için tipiktir. Bu tür sistemler için, etkin kütle olarak adlandırılan kütleye benzer bir miktar verilebilir.

Ağırlık- yeteneğe karşılık gelen fiziksel miktar fiziksel bedenler seninkini sakla ileri hareket(atalet) ve ayrıca madde miktarını karakterize eder.

Kütle, maddenin iki farklı özelliğini ifade eder:

* cisimlerin eylemsizlik ölçüsünü karakterize eden ve Newton'un ikinci yasasında görünen eylemsizlik kütlesi;
* vücudun dış yerçekimi alanlarıyla (pasif yerçekimi kütlesi) hangi kuvvetle etkileşime girdiğini ve bu bedenin kendisinin hangi yerçekimi alanını yarattığını (aktif yerçekimi kütlesi) belirleyen yerçekimi kütlesi.

Deneysel olarak belirlendiği gibi, bu iki kütle birbiriyle orantılıdır. Bu yasadan herhangi bir sapma bulunamadı, bu nedenle orantılılık faktörü genellikle birliğe eşit olarak seçilir ve eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin eşitliğinden bahseder. Eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin eşitliği, genel görelilik teorisinin ana hükümlerinden biri olan Einstein denklik ilkesinin ayrılmaz bir parçası olan zayıf denklik ilkesinin içeriğidir. Newton, atalet ve yerçekimi kütlelerinin eşitliğine dikkat çekti, bu yasayı 10 ^ -3 mertebesinde doğrulukla doğrulayan ilk kişi oldu. Öte yandan, denklik ilkesinin ilk testinin, serbest düşüşün evrenselliğini keşfeden Galileo tarafından gerçekleştirildiğini söyleyebiliriz - daha sonra açıklığa kavuşacağı gibi, serbest düşüşün ivmesinin, serbest düşüşün hızlandırılmasının materyalden bağımsız olduğunu keşfetti. cisim, eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin eşitliğinin bir sonucudur. Bugüne kadar, zayıf denklik ilkesi, çok yüksek bir doğruluk derecesi (3 * 10^-13) ile deneysel olarak doğrulanmıştır.

Klasik mekanikte kütle, toplamsal bir niceliktir (bir sistemin kütlesi, onu oluşturan cisimlerin kütlelerinin toplamına eşittir) ve referans çerçevesindeki bir değişikliğe göre değişmez. Kütle, relativistik mekanikte de değişmezdir, ancak burada kütle durgun kütle olarak anlaşılır - belirli bir cismin momentumunun 4 vektörünün uzunluğu, bir Lorentz değişmez niceliği. Vücudun hızına bağlı olan sözde göreli kütlenin tanıtılması, görelilik teorisi üzerine yapılan erken çalışmalarda kullanıldı. Şu anda, "göreceli kütle" ve "durgun kütle" terimlerinin modası geçmiş olarak kabul edilmektedir (örneğin, "Fizik Bilimlerinde Gelişmeler", sayı 12, 2000'deki tartışmaya bakınız). Göreceli durumda, kütleler toplamsal değildir.

Kütlesi sıfır olan nesneler var. Yani foton, graviton, gluon kütlesiz parçacıklardır (vakumda). Hepsi ışık hızında (c ~ 300.000 km/sn) hareket etmelidir. Aynı zamanda, örneğin, zıt yönlerde hareket eden E enerjisine sahip iki fotondan oluşan bir sistem sıfır olmayan bir kütleye sahiptir m = 2E / c ^ 2. Kütlesi sıfır olmayan cisimler her zaman ışık.

Parçacık fiziğinin Standart Modelinde parçacık kütlesinin varlığı, parçacıkların Higgs bozonları alanıyla etkileşimi ile açıklanır.

SI sisteminde kütle, kilogram cinsinden ölçülür. CGS sistemi gram kullanır. Bazen diğer kütle birimleri de kullanılır.