Інертність і маса

Розглянемо в ІСО взаємодія двох тіл, наприклад, стикаються один з одним візків або кульок.

В процесі взаємодії візки (або кульки) змінюють свою швидкість.

Аналогічно можна поспостерігати результат взаємодії порожніх пластмасових кульок і металевої пружини, якщо дати їм можливість вільно рухатися по горизонтально натягнутій струні.

Розтискаючись, пружина взаємодіє з кульками. Обидва тіла, отримавши в процесі взаємодії прискорення, набувають швидкість. Пружина рухається в одну сторону, а кульки - в іншу.

Оскільки рух супроводжується тертям, то і пружина, і кульки через деякий час зупиняються. Ця зупинка свідчить про появу у рухомих тел нових прискорень, обумовлених взаємодією зі струною.

Про придбаних пружиною і кульками в результаті взаємодії один з одним швидкостях якісно можна судити по їх переміщенню до зупинки: чим більша переміщення скоєно тілом до зупинки, тим більша швидкість була придбана ним у результаті взаємодії.

Введемо характеристику взаємодії двох тіл, яка показує, яке прискорення набуває тіло при взаємодії з іншим тілом.

Тіло, яке в результаті взаємодії з іншим тілом набуло більше прискорення, вважають менш інертним.

Для кількісного порівняння інертних властивостей тіл можна провести наступний досвід.

На стрижень відцентрової машини, який може обертатися в горизонтальній площині, одягнемо два пов'язаних між собою сталевих циліндра різних розмірів.

Якщо циліндри розташувати на однаковій відстані від осі обертання, то при обертанні відцентрової машини циліндр більшого розміру перетягує циліндр меншого розміру.

Зсув циліндрів щодо осі обертання в бік меншого циліндра може призвести до того, що малий циліндр перетягне великий.

У першому випадку дія з боку малого циліндра менше, ніж з боку великого циліндра. У другому випадку - навпаки.

Порівняння інертних властивостей тіл один з одним практично мало придатне. Зручніше порівнювати інертні властивості різних тіл з інертними властивостями тіла, прийнятого за зразок. Еталон може бути обраний довільно.

Для кількісного вираження інертних властивостей тіла необхідно привести його у взаємодію з еталоном і порівняти прискорення, яке набуває тіло, з прискоренням еталона.

Міра інертних властивостей тел називається масою.

У міжнародній системі одиниць - СІ за одиницю маси прийнято один кілограм 1 кг.

Кілограм визначається як маса міжнародного прототипу кілограма, що зберігається в Парижі платино-іридієвого циліндра висотою 39 мм і діаметром 39 мм.

Таким чином, на підставі експериментів можна стверджувати, що відношення модулів прискорень двох взаємодіючих тіл дорівнює зворотному відношенню їх мас:

Знаючи масу еталона m пов. вимірявши прискорення тіла а тіла і прискорення а еталона, взаємодіяти з ним еталона, визначимо масу тіла: