關於質量(不是重量)的5個非常有趣的事實


关于质量(不是重量)的5个非常有趣的事实

一只小切叶蚁嘴里叼着一片大叶子,沿着人行道的边缘快速移动。


如果,你爬到珠穆朗玛峰顶去称体重,那你肯定会变轻一些,这倒不是因为运动所致。实际上,站在海平面上的人会比站在山顶上的人稍微重一点。这是因为,重量是对物体引力的测量,它会随着地点的不同而变化。

而质量,则是一种完全不同的野兽,它被证明是极难定义的。虽然,这有点过于简单化了,但在物理课堂上,学生们被告知,质量表示物体的两个关键特征:首先是它所包含的物质的数量;第二个是物体抵抗运动状态变化的能力(我们称这种现象为“惯性”)。与重量不同,质量是恒定的,无论物体移动到哪里,质量都是恒定的。

对于质量这个非常重要的概念,多了解一些肯定是没有坏处的。下面,我们就一起分享5个关于质量的非常有趣的事。

1. 有一个质量单位叫做“Slug(斯勒格)”

这个单位是美国传统单位制的一部分,也是不太流行的英国帝国制的一部分。对世界上大多数国家来说,首选的质量单位是千克(公斤),其中1千公斤等于1吨。千克(公斤)属于国际单位制,又称公制。虽然在很多国家它们是日常用单位,但美国人往往更喜欢依赖美国的习惯单位。

在西方国家,人们还习惯使用“磅”这个单位,然而,磅在技术上算是重量单位。那么,我们来看看Slug(斯勒格)和这些常用的单位之间的关系吧:1 Slug(斯勒格)= 32.2磅 = 14.6公斤。事实上,Slug(斯勒格)很少出现在日常的应用中,大多数人都并不熟悉这个术语。

2. 发现质量守恒定律的科学家却被砍了头

伟大的化学家安托万-洛朗·德·拉瓦锡(Antoine-Laurent Lavoisier)曾写道:“在每一次操作中,在操作之前和之后都存在等量的物质。”换句话说,质量既不能创造也不能消灭。这个原理被称为质量守恒定律。拉瓦锡在18世纪晚期的实验使这一观点得到了证实。

在科学研究方面,人们接受了他的发现和研究成果。但波旁王朝包税官的身份和工作,却让他成为法国大革命中被“革命”的对象。1794年,拉瓦锡被送上了断头台,当时他被革命力量指控为“密谋反对法国人民”。

3. 这是有史以来最著名的方程式的一部分

我们所说的,最著名的方程式当然是E = mc2。简单来说,它表达的是:能量(E)等于质量(m)乘以光速(c)的平方。阿尔伯特·爱因斯坦在1905年9月27日发表的一篇经典论文中,讨论了这个等式的反面。顺便说一下,他当时只有26岁。

爱因斯坦说:“根据狭义相对论,质量和能量都是同一事物的不同表现形式。对于普通人来说,这是一个有点陌生的概念。”

所以,在所有具有质量的物体中都存在固有的能量。爱因斯坦的突破,解释了为什么每个原子的质量都比其组成部分(即组成原子的质子、中子和电子)的质量总和略小。他观察到的相同的能量/质量关系解释了原子弹的破坏力。

4. 光由“无质量粒子”组成

光子是光的基本粒子。专家称它们是“无质量的”。我们会看到,运动物体的速度始终会改变其质量。 因为这会使科学讨论复杂化,所以当物理学家谈论给定物体或粒子的质量时,他们通常指的是其静止质量。 基本上,这就是当速度等于零时,其拥有的质量。 中子、质子和电子都具有静止质量,但是,光子却没有! 胶子(另一种亚原子粒子)也不起作用。

5. 地球与月球有共同的“重心”

要知道,地球的质量是月球的81倍!这种差异对它们的关系有着深远的影响。当你有两个或两个以上的天体(像卫星、行星和太阳)互相环绕时,它们实际上是围绕一个共同的质心旋转。称为重心,它的位置取决于参与者。

如果两个质量完全相同的物体开始绕彼此旋转,它们的重心将位于它们之间。但是,由于地球比月球大得多,地球-月球的重心居然位于我们地球内部深处。然而,地球仍然绕着它转,就像月球一样。


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