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Massa (fisica)

grandezza fisica presente in un determinato corpo / Da Wikipedia, l'enciclopedia libera

La massa (dal greco antico μᾶζα, mâza, «torta d'orzo, grumo di pasta») è una grandezza fisica propria dei corpi materiali che ne determina il comportamento dinamico quando sono soggetti all'influenza di forze esterne.

Elaborazione grafica al computer del campione da un chilogrammo conservato a Sèvres

Nel corso della storia della fisica, in particolare della fisica classica, la massa è stata considerata una proprietà intrinseca della materia, rappresentabile con un valore scalare e che si conserva nel tempo e nello spazio, rimanendo costante in ogni sistema isolato. Inoltre, il termine massa è stato utilizzato per indicare due grandezze potenzialmente distinte: l'interazione della materia con il campo gravitazionale e la relazione che lega la forza applicata a un corpo con l'accelerazione su di esso indotta.[1] Tuttavia, è stata verificata l'equivalenza delle due masse in numerosi esperimenti (messi in atto già da Galileo Galilei per primo).[2]

Nel quadro più ampio della relatività ristretta, la massa relativistica non è più una proprietà intrinseca della materia, ma dipende anche dal sistema di riferimento in cui viene osservata. La massa relativistica è legata alla massa a riposo , cioè la massa dell'oggetto nel sistema di riferimento in cui è in quiete, tramite il fattore di Lorentz :

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Poiché la massa relativistica dipende dalla velocità, il concetto classico di massa risulta modificato, non coincidendo più con la definizione newtoniana di costante di proporzionalità fra la forza F applicata a un corpo e l'accelerazione a risultante. Diviene invece una grandezza dinamica proporzionale all'energia complessiva del corpo, tramite la famosa formula E = mc².

Table info: Massa relativistica, Massa a riposo, Energia ...
Massa relativistica
Massa a riposo
Energia totale
Energia a riposo
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La conservazione dell'energia meccanica comprende ora, oltre all'energia cinetica e all'energia potenziale, anche un contributo proporzionale alla massa a riposo m0, quale ulteriore forma di energia. L'energia totale relativistica del corpo, data da E = mc², comprende sia l'energia cinetica K sia quella relativa alla massa a riposo, E0 = m0.

A differenza di spazio e tempo, per cui si possono dare definizioni operative in termini di fenomeni naturali, per definire il concetto di massa occorre fare esplicito riferimento alla teoria fisica che ne descrive significato e proprietà. I concetti intuitivi pre-fisici di quantità di materia (da non confondere con quantità di sostanza, misurata in moli) sono troppo vaghi per una definizione operativa, e fanno riferimento a proprietà comuni, l'inerzia e il peso, che vengono considerati ben distinti dalla prima teoria che introduce la massa in termini quantitativi, la dinamica newtoniana.

Il concetto di massa diventa più complesso al livello della fisica delle particelle dove la presenza di particelle elementari con massa (elettroni, quark, ...) e prive di massa (fotoni, gluoni) non ha ancora una spiegazione in termini fondamentali. In altre parole, non è chiaro il perché alcune particelle siano dotate di massa e altre no. Le principali teorie che cercano di dare una interpretazione alla massa sono: il meccanismo di Higgs, la teoria delle stringhe e la gravità quantistica a loop; di queste, a partire dal 4 luglio 2012 grazie all'acceleratore di particelle LHC, soltanto la teoria di Higgs ha avuto i primi riscontri sperimentali.[3]