მასა

მასა (აღნიშვნა: m {\displaystyle m} ) — ფიზიკური სიდიდე, მატერიის ერთ-ერთი ძირითადი მახასიათებელი, რომელიც განსაზღვრავს მის ინერციულ და გრავიტაციულ თვისებებს. მასის ცნება ფიზიკაში შემოიტანა ი. ნიუტონმა. ნიუტონის მოძრაობის F = m a {\displaystyle F=ma} განტოლების თანახმად, მასა არის პროპორციულოის კოეფიციენტი სხეულზე მოქმედ F {\displaystyle F} ძალისა და a {\displaystyle a} აჩქარებას შორის. ასეთი განმარტების შედეგად მასა გამოხატავს სხეულის ინერციის ზომას. მასას განსაზღვრავენ აგრეთვე, როგორც პროპორციულობის კოეფიციენტს სხეულის p {\displaystyle p} იმპულსსა და v {\displaystyle v} სიჩქარეს შორის: p = m v {\displaystyle p=mv} . ამ ორი სახით განსაზღვრულ მასას ინერტულ მასას უწოდებენ. ნიუტონის გრავიტაციის თეორიაში მასა ვლინდება სხვა სახითაც: კერძოდ, მასა მიზიდულობის ველის წყაროა. ყოველი სხეული ქმნის მიზიდულობის ველს, რომლის სიდიდე პროპორციულია ამ სხეულის მასისა. ეს ველი იწვევს ნებისმიერი სხვა სხეულის მიზიდვას ძალით, რომელიც განისაზღვრება ნიუტონის მსოფლიო მიზიდულობის კანონით F = γ m 1 m 2 r 2 {\displaystyle F=\gamma {\frac {m_{1}m_{2}}{{r}^{2}}}} , სადაც r {\displaystyle r} არის მანძილი სხეულებს შორის, γ {\displaystyle \gamma } — გრავიტაციული მუდმივა, m 1 {\displaystyle m_{1}} და m 2 {\displaystyle m_{2}} კი — სხეულთა მასები. თუ M {\displaystyle M} ავღნიშნავთ დედამიწის მასას, ხოლო m {\displaystyle m} — დედამიწის ველში მოთავსებულ რაიმე სხეულის მასას, მაშინ ამ სხეულზე მოქმედი სიმძიმის ძალა განისაზღვრება ფორმულით: P = m g {\displaystyle P=mg} , სადაც g = γ m R 2 {\displaystyle g=\gamma {\frac {m}{{R}^{2}}}} არის დედამიწის მიზიდულობის ველში თავისუფლად ვარდნილი სხეულის აჩქარება, ხოლო R {\displaystyle R} — დედამიწის რადიუსი (იგულისხმება, რომ სხეული დედამიწის მახლოლობაშია). მასას რომელიც შედის მსოფლიო მიზიდულობის კანონისა და სიმძიმის ძალის განმარტებაში, სხეულის გრავიტაციულ მასას უწოდებენ. ფარდობითობის თეორიის შექმნამდე მიაჩნდათ, რომ მართებულია მასის მუდმივობის კანონი. ა. აინშტაინის რელატივისტურ მექანიკაში მასა დამოკიდებული აღმოჩნდა სხეულის მოძრაობის v {\displaystyle v} სიჩქარეზე. სახელდობრ m = m 0 1 − v 2 c 2 {\displaystyle m={\frac {{m}_{0}}{\sqrt {1-{\frac {{v}^{2}}{{c}^{2}}}}}}} , სადაც c {\displaystyle c} არის სინათლის სიჩქარე სიცარიელეში. როცა სხეული უძრავია ( v = 0 ) {\displaystyle (v=0)} , მაშინ m = m 0 {\displaystyle m=m_{0}} . ამიტომ m 0 {\displaystyle m_{0}} -ს უწოდებენ უძრაობის მასას, ხოლო m {\displaystyle m} — მოძრაობის მასას. ა. აინშტაინმა აგრეთვე აჩვენა, რომ ნაწილაკის ენერგია პროპორციულია მისი მასისა, კერძოდ E = m c 2 = m 0 c 2 1 − v 2 c 2 {\displaystyle E=mc^{2}={\frac {{m}_{0}c^{2}}{\sqrt {1-{\frac {{v}^{2}}{{c}^{2}}}}}}} , ამასთან E 0 = m 0 c 2 {\displaystyle E_{0}=m_{0}c^{2}} ნაწილაკის უძრაობის ენერგიაა. რელატივისტური მექანიკის თანახმად, თუ m 1 {\displaystyle m_{1}} და m 2 {\displaystyle m_{2}} მასის ორი ნაწილაკი ქმნის ერთ შედგენილ მდგრად სისტემას, მაშინ მისი მასა ტოლი არ იქნება m 1 + m 2 {\displaystyle m_{1}+m_{2}} ჯამისა, რადგან მასის ნაწილი დაიხარჯება ბმის ენერგიაზე. ე. წ. მასის დეფექტი ტოლი იქნება Δ m = Δ E c 2 {\displaystyle \Delta m={\frac {\Delta E}{c^{2}}}} . ეს ფორმულა საფუძლად დაედო ატომბირთვების გახლეჩის დროს გამოყოფილი ენერგიის გაანგარიშებას. მაგალითად, ადვილია შემოწმება იმისა , რომ დეიტრონის მასა M d {\displaystyle M_{d}} უფრო ნაკლებია, ვიდრე მისი შემადგენელი ნეიტრონისა და პროტონის მასების ჯამი. [ ( m p + m n ) − M d ] ⋅ c 2 {\displaystyle [(m_{p}+m_{n})-M_{d}]\cdot c^{2}} სხვაობა სიდიდით დეიტრონის ბმის ენერგიის ტოლი იქნება. SI სისტემაში მასის საზომი ერთეულია — კილოგრამი (კგ), CGS სისტემაში — გრამი (გ). ჭილაშვილი გ., ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 6, თბ., 1983. — გვ. 479. Francisco Flores. (6 Feb 2012) The Equivalence of Mass and Energy. Stanford Encyclopedia of Philosophy. ციტირების თარიღი: 3 Dec 2013. Gordon Kane. (27 Jun 2005) The Mysteries of Mass. Scientific American. ციტირების თარიღი: 3 Dec 2013. L. B. Okun. (15 Nov 2001) Photons, Clocks, Gravity and the Concept of Mass. Nuclear Physics. ციტირების თარიღი: 3 Dec 2013. Frank Wilczek. (13 May 2001) The Origin of Mass and the Feebleness of Gravity. MIT Video. ციტირების თარიღი: 3 Dec 2013. John Baez. (2012) Does mass change with velocity?. ციტირების თარიღი: 3 Dec 2013. John Baez. (2008) What is the mass of a photon?. ციტირების თარიღი: 3 Dec 2013. David R. Williams. (12 February 2008) The Apollo 15 Hammer-Feather Drop. NASA. ციტირების თარიღი: 3 Dec 2013.