§ 16. Маса
Поняття про масу
Чи траплялося вам штовхати візок у магазині або дитячу коляску? Пустий візок штовхати легше, ніж повний. У такий спосіб ми відчуваємо масу візка.
Маса — одна з головних властивостей будь-якого тіла або частинки. Маса тіла характеризує, скільки зусиль необхідно докласти, щоб змінити його швидкість або зрушити з місця. Що більшою є маса тіла, тим важче змінити його швидкість.
Так, автівка має набагато більшу масу, ніж візок. Якщо візок рухається, його зупинити нескладно. Проте автівку зупинити набагато важче, для цього необхідні не абиякі зусилля. Водночас, у поїзда маса ще більша, ніж в автівки. Тож зупинити поїзд, що рухається з великою швидкістю, украй важко.
Унаслідок наявності маси тіло притягує до себе інші тіла. Таку взаємодію називають гравітацією. Якщо покласти поруч два яблука, вони будуть притягуватися одне до одного. Але настільки слабо, що помітити це неможливо. А от тіла з дуже великою масою помітно притягують інші тіла.
Чому всі тіла падають на землю? Дізнайтеся, переглянувши відео.
Наша планета Земля має дуже велику масу. Саме тому помітно притягує інші тіла поруч із нею. Таке притягання називають силою тяжіння. Сила тяжіння Землі діє на всі тіла, що перебувають на її поверхні. Саме тому ми відчуваємо, де низ, а де верх. А якщо щось не втримуємо в руках, то воно впаде на землю.
Як експериментально довести напрямок сили тяжіння? Відповідь на звороті картки.
Гравітація спрямована до центра Землі
Земля притягує всі тіла на її поверхні. Це тяжіння спрямовано до центра планети. Саме тому всі тіла падають у напрямку до центру Землі, тобто вниз
Унаслідок великої маси Земля також притягує Місяць, через що він обертається навколо нашої планети. Ще більша маса в Сонця. Сонце дуже сильно притягує всі тіла Сонячної системи: планети, астероїди тощо. Саме тому всі вони обертаються навколо нього.
Сонце притягує також і Місяць. А чому ж тоді Місяць обертається навколо Землі, а не навколо Сонця? Сила тяжіння суттєво залежить від відстані.
Місяць перебуває набагато ближче до Землі, ніж до Сонця. Тому до Землі він притягується сильніше. Через мільйони років Місяць віддалиться від Землі настільки, що стане сильніше притягуватися до Сонця, ніж до Землі. Тоді він почне обертатися навколо Сонця, а не навколо Землі.
Завдання 1
Невагомість
Напевно, ви чули, що мандри в космосі пов’язані зі станом невагомості. Люди начебто не відчувають масу й вільно ширяють у просторі. Утім, стан невагомості можна відчути й на Землі! Наприклад, під час катання на гойдалці, перебуваючи в найвищому положенні. Або під час виконання трюків на скейтборді, ширяючи в повітрі.
Астронавти й астронавтки та всі предмети на космічному кораблі, який обертається навколо Землі, також перебувають у стані невагомості. Іноді вважають, що в такому стані предмети начебто втрачають масу. Але це не так! Аби змінити швидкість людини, яка перебуває у стані невагомості, необхідно стільки ж зусиль, як і на поверхні Землі. Тобто, хоча космонавт і вільно ширяє, маса його не змінюється.
Чи хотіли би ви стати космонавтом /космонавткою? Як космонавти живуть за умов невагомості? Дізнайтеся, переглянувши відео та світлини.
Завдання 2
Вимірювання маси
Якщо ви тримаєте яблуко в руках, то ви відчуваєте його масу, хоча й не намагаєтеся його зрушити (як візок). Адже яблуко притягується до Землі, і на нього діє сила тяжіння.
Сила тяжіння дає нам можливість порівнювати маси тіл, не лише намагаючись зрушувати їх із місця.
Можна порівняти маси двох тіл, узявши їх в різні руки. Проте точніше це можна зробити на терезах, або вагах.
Якщо покласти два тіла на різні шальки терезів, то ми побачимо, яке з них сильніше притягується до Землі, тобто визначимо, у кого з них більша маса.
Терези можна використовувати не лише для порівнювання, а й для вимірювання маси. Для цього на одну шальку поміщають тіло, яке необхідно зважити, а на другу — важки. Важки — це гирі, на яких написана їхня маса. Якщо врівноважити на шальках тіло з важками, то маса тіла дорівнюватиме сумарній масі важок.
У більшості країн масу тіл вимірюють у кілограмах (кг). Саме таку масу має вода об’ємом 1 літр. Також часто використовують інші одиниці маси: грами (г), тонни (т) тощо.
1 кг = 1000 г
1 т = 1000 кг
Сьогодні в щоденному житті терези майже не використовують. Їх замінили електрон ні ваги, для яких важки не потрібні, вони одразу показують масу на табло.
Завдання 3
Підсумуємо
Завдання 4
Завдання 5
Ключова думка параграфа
Маса — одна з головних характеристик тіл, що характеризує їх здатність притягатися до Землі.
Перевірте себе
- Як ми відчуваємо масу тіл?
- Схарактеризуйте силу тяжіння між Сонцем, Місяцем, Землею та тілами на поверхні Землі.