質量
用來描述物理學中物質的絕對量 / 維基百科,自由的 encyclopedia
質量(英語:mass)是物體的內稟屬性(英語:Intrinsic and extrinsic properties)[1]。在原子和粒子物理學發現之前,傳統上認為它與物體中物質的數量有關。研究發現,不同原子和不同基本粒子,在理論上可具有相同數量的物質,但卻具有不同的質量。現代物理學中的質量有多種定義,這些定義在概念上雖不同,但在物理上是等價的。
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質量可用實驗方法定義為「物體慣性的測度」;意思是「物體受淨力時,對加速度(速度變化)的抗性」[2]。物體的質量也決定了它對其他物體的引力強度。
在日常生活中,常用「重量」表示「質量」,但是在科學上,這兩個詞表示物質不同的屬性(參見質量對重量)。
在物理上,質量通常指物質在以下的三個實驗上證明等價的屬性之一:
- 慣性質量
- 主動重力質量和被動重力質量。
- 一個物體的質量也決定了它被重力場影響的程度。假設一個質量為的物體距離別的質量為的物體的距離為,第一個物體受到的重力可以通過所示公式計算:,其中,表示萬有引力常數,其值為6.67×10−11 kg−1m3s−2。這個質量常稱為重力質量。[註釋 1]
從17世紀以來不斷有實驗證明,慣性質量和重力質量是等價的,這條原理在廣義相對論中稱為等效原理。
狹義相對論證明了物質能量E和其質量m之間的關係()。根據這個關係,一個由許多粒子構成的集合體,其質量可能大於也可能小於這些粒子單獨的質量之和。
在地球表面,一個物體的重量與其質量的關係為,其中是地球重力加速度,受緯度、海拔、地殼密度分佈(如地下礦藏)等的影響,其值一般取9.81 m s-2。一個物體的重量與其所處的環境有關,然而它的質量卻不然。例如,一個質量為50kg的物體在地球表面的重量是491N,同樣的物體在月球表面只有81N。