Понятие массы в курсе физики средней школы

Понятие массы в курсе физики средней школы

Первое понятие массы дается в курсе физики7класса. Масса определяется как мера инертности тела. Несмотря на использование различных гаджетов, умение получать информацию из сети Интернет, уровень абстрактного мышления детей в этом возрасте не позволяет вникнуть в смысл этого определения. В лучшем случае остается понятие массы, как меры количества вещества. В 9 классе законы динамики углубляются. Но для многих учащихся слова «Инерция» и «Инертность» имеют один и тот же смысл. При подготовке к ЕГЭ большинство учащихся не могут четко объяснить, что же такое масса тела. Путают вес и массу, но не связывают массу с инертностью, поскольку вообще не помнят, что такое инертность. Приходится приводить пример с нарастанием и убыванием скорости пустого и груженого автомобиля. Когда на таком уровне усвоено понятие массы и способов ее измерения, возникает вывод, что масса тела- постоянная величина, зависящая от его размеров и плотности вещества, из которого состоит тело. И тут сообщение о зависимости массы тела от скорости движения, высказанное в постулатах Эйнштейна и доказанное математически, вызывает недоумение. Например, космонавт, двигаясь в созвездие Андромеды, взял плитку шоколада массой 1 кг. Скорость движения корабля 150000км/с. Не применяя формулы теории относительности, сообщаем, что масса шоколада 1.15 кг, т.е. увеличилась. Значит, шоколада стало больше? Абсурдность этого вывода очевидна. Но и зависимость массы тела от его скорости доказана. И тут вспоминаем, что масса — тела- это не количество вещества, а мера его инертности. Это означает, что чем больше масса, тем больше времени потребуется для увеличения его скорости. Этот эффект не проявляется при малых скоростях, откуда и возникло представление о постоянстве массы тела. Далеко не все ученые согласились с постулатами специальной теории относительности. В первую очередь потому, что не было способа проверить эту зависимость на практике. Такую возможность дало развитие релятивистской механики. Уже в середине 20 века связь массы тела и скорости его движения не только была проверена на практике, но и учитывается при работе ускорителей заряженных частиц. Двигаясь между дуантами (ускоряющие электроды) ускорителя, частица набирает скорость. В результате ее масса возрастает. Для непрерывного движения частицы меняются знаки полярности дуантов. С нарастанием массы необходимо менять частоту перемены знаков дуантов. Именно поэтому название ускорителя заряженных частиц «синхрофазотрон». Самым большим ускорителем является Большой Адронный Коллайдер

Таким образом, связь массы тела и скорости его –не только теоретическая зависимость двух механических величин, но и возможность теоретических расчетов. Пока скорости движения космических аппаратов далеки от релятивистских. Но кто может предсказать, когда появятся космические корабли с плазменными, фотонными или какими-то новейшими двигателями, в которых нарастание массы, а вместе с ним инертности станет заметным явлением.