Розміри

Чому олімпійська гантель важить на Місяці також 264 кілограми

Олімпійська важка атлетика стосується маси: чим більше спортсмени можуть підняти, порвати і зіткнутися, тим ближче вони наблизяться до своїх омріяних медалей. Завдяки надзвичайно добре тренованим м’язам вони більш ніж подвоюють вагу тіла. Однак, якби Олімпійські ігри відбувались на Місяці чи Марсі, спортсменам було б набагато легше, незважаючи на однакову масу їхніх гантелей. Причина цього полягає в тонкій, але рішучій різниці між масою і вагою.

Ейнштейна, енергії та електрон-вольт

Маса є основною властивістю речовини, яка є результатом кількості її атомів та їх енергії. Альберт Ейнштейн уже визнав, що масу можна перетворити в енергію і навпаки, і підсумував це у своїй відомій формулі E = mc². Цей зв’язок, між іншим, відповідає за те, що під час ядерного синтезу в серці зірок виділяється величезна кількість енергії.

У той час як маса тіл, що перебувають у стані спокою - наприклад, гантель, диск або спис - вимірюється на землі за допомогою ваг, для дуже малих або дуже віддалених об’єктів потрібно використовувати інші методи. Наприклад, коли фізики елементарних частинок генерують короткоживучі елементарні частинки, такі як бозон Хіггса або частинки, що складаються з чотирьох кварків у своїх прискорювачах, тоді вони заявляють свою масу в електрон-вольтах - оскільки маса та енергія в будь-якому випадку еквівалентні. Астрономи, навпаки, зазвичай визначають масу віддалених планет або зірок опосередковано, через вплив сили тяжіння, який ці об'єкти чинять на інших.

Вирішальна різниця між масою та вагою

Маса тіла не залежить від того, плаває воно у вазі в просторі або лежить на землі. Наприклад, олімпійська гантель вагою 264 кілограми на Олімпійських іграх у Ріо-де-Жанейро має таку ж масу, як ніби її транспортували на Місяць. Навіть незважаючи на це, навантаження для спортсмена було б набагато легше підняти там.

Причина: маса гантелі залишається незмінною, але не її вага. Оскільки це визначається як сила, з якою маса гантелі тягнеться до землі. На землі ця сила відповідає прискоренню завдяки силі тяжіння 9,81 метра на секунду на квадрат (м/с²). Отже, олімпійська гантель мала б вагу 2589 ньютонів на землі. З іншого боку, на Місяці він “важить” лише 428 ньютонів.

Шукаю нове посилання

На відміну від інших основних величин, таких як довжина чи час, маса все ще відстає з точки зору свого визначення. Оскільки це єдина основна одиниця, яка ще не визначена фундаментальною константою у фізиці. Натомість еталонним є циліндр розміром з яйце, виготовлений із платиново-іридієвого сплаву, що зберігається в Парижі. Але це робить калібрування вимірювальних приладів громіздким, і навіть цей оригінальний кілограм з часом втрачає масу.

Тому фізики з усього світу шукають відповідну нову довідку. На даний момент, однак, чотири методи все ще змагаються, щоб одного дня замінити початковий кілограм. Хто з цих кандидатів врешті-решт виграє гонку, швидше за все, буде вирішено в 2018 році.

1. назад |
2. 1 |
3. 2 |
4. 3 |
5. 4 |
6. 5 |
7. 6 |
8. 7 |
9. продовжувати

Надя Подбрегар, NASA/Рентгенологічний центр "Чандра"
Статус: 05.05.2016

---