Massa
Massa, in fisica, misura quantitativa dell’inerzia, una proprietà fondamentale di tutta la materia. È, in effetti, la resistenza che un corpo di materia offre ad un cambiamento della sua velocità o posizione all’applicazione di una forza. Maggiore è la massa di un corpo, minore è il cambiamento prodotto da una forza applicata. L’unità di massa nel Sistema Internazionale di Unità (SI) è il chilogrammo, che è definito in termini di costante di Planck, che è definita come uguale a 6,62607015 × 10-34 joule secondo. Un joule è uguale a un chilogrammo per un metro quadrato al secondo quadrato. Con il secondo e il metro già definiti in termini di altre costanti fisiche, il chilogrammo è determinato da misure accurate della costante di Planck. (Fino al 2019 il chilogrammo era definito da un cilindro di platino-iridio chiamato chilogrammo prototipo internazionale conservato presso l’Ufficio internazionale dei pesi e delle misure di Sèvres, Francia). Nel sistema di misura inglese, l’unità di massa è la lumaca, una massa il cui peso a livello del mare è di 32,17 libbre.
Il peso, anche se legato alla massa, tuttavia differisce da quest’ultima. Il peso costituisce essenzialmente la forza esercitata sulla materia dall’attrazione gravitazionale della Terra, e quindi varia leggermente da luogo a luogo. Al contrario, la massa rimane costante indipendentemente dal luogo in cui si trova in circostanze ordinarie. Un satellite lanciato nello spazio, per esempio, pesa sempre meno quanto più si allontana dalla Terra. La sua massa, tuttavia, rimane la stessa.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Secondo il principio di conservazione della massa, la massa di un oggetto o un insieme di oggetti non cambia mai, non importa come le parti costituenti si riorganizzano. Se un corpo si divide in pezzi, la massa si divide con i pezzi, in modo che la somma delle masse dei singoli pezzi sia uguale alla massa originale. Oppure, se si uniscono delle particelle, la massa del composto è uguale alla somma delle masse delle particelle costituenti. Tuttavia, questo principio non è sempre corretto.
Con l’avvento della teoria speciale della relatività di Einstein nel 1905, la nozione di massa subì una revisione radicale. La massa perse la sua assolutezza. Si vide che la massa di un oggetto era equivalente all’energia, che era interconvertibile con l’energia e che aumentava significativamente a velocità estremamente elevate, vicine a quelle della luce (circa 3 × 108 metri al secondo, o 186.000 miglia al secondo). L’energia totale di un oggetto è stata compresa per comprendere la sua massa a riposo così come il suo aumento di massa causato dall’alta velocità. Si scoprì che la massa a riposo di un nucleo atomico era misurabilmente più piccola della somma delle masse a riposo dei neutroni e dei protoni che lo compongono. La massa non era più considerata costante, o immutabile. Sia nelle reazioni chimiche che in quelle nucleari, si verifica una certa conversione tra massa ed energia, per cui i prodotti hanno generalmente una massa minore o maggiore dei reagenti. La differenza di massa è così piccola per le reazioni chimiche ordinarie che la conservazione della massa può essere invocata come principio pratico per prevedere la massa dei prodotti. La conservazione della massa non è valida, tuttavia, per il comportamento delle masse attivamente coinvolte nei reattori nucleari, negli acceleratori di particelle e nelle reazioni termonucleari nel Sole e nelle stelle. Il nuovo principio di conservazione è la conservazione della massa-energia. Vedi anche energia, conservazione dell’energia; energia; relazione massa-energia di Einstein.
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