Met de term massa kunnen twee grootheden worden bedoeld: - In de elektriciteitsleer wordt met massa ook wel de aarding bedoeld.
- In de natuurkunde is massa een grootheid die met traagheid en zwaartekracht samenhangt.
Dit artikel gaat over deze laatste betekenis. Massa is een natuurkundige grootheid, die eigenlijk uit twee soorten bestaat: de zware massa en de trage massa. Grootheden worden namelijk gedefinieerd, doordat er metingen mogelijk zijn. Voor de massa zijn dus twee wezenlijk verschillende soorten metingen mogelijk. Omdat alle tot nog toe gedane experimenten gelijke waarden voor de beide meetmethoden hebben opgelevert, wordt algemeen aangenomen dat het in feite maar een grootheid is. Theoretische onderbouwing hiervoor is er echter niet.
Zware massa
De zware massa reageert op zwaartekracht. Twee objecten met respectievelijke massa's m1 en m2 ondervinden beide een aantrekkende kracht in de richting van het andere object ter grootte van
-
waarin G de gravitatieconstante is (6,67·10-11Nm2/kg2) en r de afstand tussen de beide objecten. Hierin wordt uiteraard uitgegaan van puntvormige objecten (zonder inhoud). Voor niet-puntvormige objecten moet een integraal worden opgesteld om de totaalkracht als gevolg van zwaartekracht te berekenen. Trage massa
Isaac Newton heeft de meest merkbare eigenschap van massa beschreven, namelijk de traagheid. (Overigens was het dezelfde Isaac Newton die ook de zwaartekrachtswet opstelde.) Traagheid betekent dat een voorwerp met massa moeilijk op gang te brengen is, maar ook dat het moeilijk te stoppen is als het op gang is. Hoe meer massa een object heeft, hoe sterker het effect zichtbaar is. Treinen illustreren het principe zeer goed, omdat zij door hun grote trage massa zowel langzaam optrekken, als ook een hele lange remweg hebben. In formulevorm betekent het dat
-
In deze betekent: - F de kracht,
- m de massa
- a de versnelling (gelijk aan de afgeleide van de snelheid)
- v de snelheid (gelijk aan de afgeleide van de plaats)
- x de plaats
- t de tijd.
Deze formule drukt uit dat de kracht niet direct de plaats beïnvloedt, maar de tweede afgeleide naar de tijd daarvan, de versnelling a. Zo veroorzaakt de kracht van de remmen van een trein een versnelling (in richting tegengesteld aan de snelheid van de trein), waardoor de trein langzamer gaat rijden, en uiteindelijk misschien ook wel tot stilstand komt. Massa en Energie
Tot de relativiteitstheorie van Albert Einstein dacht men dat massa en energie twee volslagen verschillende grootheden waren, maar dat bleek niet juist. De beroemde formule E = mc2 laat zien dat er wel degelijk een verband is. Omdat c staat voor de lichtsnelheid is een klein beetje massa gelijk aan een grote hoeveelheid energie. Het is echter niet zo eenvoudig om massa te laten verdwijnen en er energie voor in de plaats te krijgen. Het is wel mogelijk in bijvoorbeeld de annihilatie reactie tussen een deeltje en zijn anit-deeltje, bijvoorbeeld een elektron en een positron. Ook bij kernreacties waar twee kernen tot één versmelten (kernfusie) is de massa van het eindproduct (een beetje) kleiner dan de oorspronkelijke kernen. Daarbij komt een grote hoeveelheid energie vrij, maar het merendeel van de massa blijft gewoon massa. Het is bij zo'n reactie namelijk niet mogelijk om het hadrongetal te veranderen en dat verbod verhindert de omzetting van het merendeel van de massa in energie.
Kernfusie vindt op grote schaal plaats in de zon en in andere sterren. Dat betekent dat de zon langzamerhand massa verliest. nds:Masse simple:Mass
