Wie die Masse eines Objekts seine Bewegung beeinflusst

Sir Isaac Newton entdeckte Ende des 17. Jahrhunderts erstmals die physikalischen Prinzipien, die der Beziehung zwischen Masse und Materie zugrunde liegen. Masse gilt heute als grundlegende Eigenschaft der Materie. Es misst die Menge an Materie in einem Objekt und quantifiziert auch die Trägheit des Objekts. Das Kilogramm ist die Standardmaßeinheit für Masse.

Während die Masse in Kilogramm gemessen wird, einer Einheit, die auch für das Gewicht verwendet wird, gibt es einen Unterschied zwischen Masse und Gewicht. Das Gewicht (w) eines Objekts wird durch seine Masse (m) mal der Erdbeschleunigung (g) definiert, ausgedrückt in der Formel w = mg. Das bedeutet, wenn sich die Schwerkraft ändert, ändert sich auch das Gewicht eines Objekts. Selbst wenn Ihre Masse konstant bleibt, ist Ihr Gewicht auf der Erde zum Beispiel sechsmal größer als Ihr Gewicht auf dem Mond, der ein schwächeres Gewicht hat Anziehungskraft.

Galileo postulierte erstmals das Konzept der Trägheit im 17. Jahrhundert, und Sir Isaac Newton entwickelte in seinem ersten Bewegungsgesetz Galileis Beobachtungen weiter. Nach dem ersten Hauptsatz bewegen sich bewegte Objekte ohne Einwirkung einer äußeren Kraft mit der gleichen Geschwindigkeit auf einer geraden Linie. Ruhende Objekte hingegen bleiben in Ruhe, es sei denn, eine äußere Kraft bewegt sie. Diese Tendenz, Bewegungsänderungen zu widerstehen, wird als „Trägheit“ bezeichnet und steht in direktem Zusammenhang mit der Masse des Objekts. Je massiver ein Objekt ist, desto mehr widersteht es Veränderungen seiner Bewegung.

Impuls tritt auf, wenn sich ein Objekt in Bewegung befindet, und kann von einem Objekt auf ein anderes übertragen werden, wenn die beiden kollidieren. Es ist die Kombination aus Masse und Geschwindigkeit und hat eine Richtungsqualität, die in die Bewegungsrichtung des Objekts zeigt. Es besteht eine direkte Beziehung zwischen Masse und Impuls, das heißt, je größer die Masse eines Objekts ist, desto größer ist sein Impuls. Die Erhöhung der Geschwindigkeit eines Objekts führt auch zu einem erhöhten Impuls.

Wenn eine äußere Kraft auf ein Objekt einwirkt, hängt die Änderung der Bewegung des Objekts direkt mit seiner Masse zusammen. Diese Bewegungsänderung, bekannt als Beschleunigung, hängt von der Masse des Objekts und der Stärke der äußeren Kraft ab. Der Zusammenhang zwischen Kraft (F), Masse (m) und Beschleunigung (a) wird in der Gleichung F = ma beschrieben. Diese Gleichung bedeutet, dass eine neue Kraft, die auf einen Körper einwirkt, die Geschwindigkeit ändert, und umgekehrt eine Änderung der Geschwindigkeit eine Kraft erzeugt.