Hmotnost

Hmotnost je vlastnost hmoty, která vyjadřuje míru setrvačných účinků či míru gravitačních účinků hmoty. Tato ekvivalence setrvačných a gravitačních sil je postulována obecnou teorií relativity a je s velkou přesností experimentálně ověřena).

Hmotnost je obdobná charakteristika hmoty jako např. energie, elektrický náboj apod.

Hmotnost není míra množství látky v tělese. Přestože je tak často chápána, obecně to neplatí, neboť z teorie relativity vyplývá, že při velikých rychlostech hmotnost roste, ačkoliv množství látky zůstává stejné. Hmotnost (v angličtině „mass“) nepředstavuje jiné označení pro hmotu.

Značení

• Symbol veličiny: m (angl. m jako mass)
• Základní jednotka SI: kilogram, značka jednotky: kg
• Další používané jednotky: tuna t, gram g, miligram mg, karát Kt, sluneční hmotnost $M_\bigodot$
  • Planckova jednotka hmotnosti: 2,177 × 10^-8 kg
  • Anglo-americké jednotky: libra, unce, kámen (stone),
  • Starší jednotky: debet, talent, pud, abbásí, …
• Měřidla hmotnosti: váhy (rovnoramenné, nerovnoramenné, pružinové, elektronické)

Setrvačná a gravitační hmotnost

Hmotnost se fyzikálně projevuje dvěma způsoby, podle nich se označuje jako setrvačná resp. gravitační.

Jako setrvačná hmotnost se označuje míra, kterou je silovým působením měněn pohybový stav hmotného tělesa. Základním vztahem pro setrvačnou hmotnost je 2. Newtonův zákon, který lze zjednodušeně zapsat ve tvaru:

$F=ma\,,$

kde F je (celková působící) síla, m je setrvačná hmotnost tělesa, a je okamžité zrychlení tělesa.

Kolikrát větší setrvačnou hmotnost má těleso, tolikrát menší zrychlení mu udělí působící celková síla. Z toho plyne i stejný vztah pro setrvačné síly: Ve zrychleně se pohybujících vztažných soustavách je působící setrvačná síla přímo úměrná setrvačné hmotnosti tělesa.

Jako gravitační hmotnost se označuje míra, kterou na sebe gravitačně působí hmotná tělesa. Základním vztahem pro gravitační hmotnost je Newtonův gravitační zákon, který lze zjednodušeně zapsat (pro tělesa zanedbatelných rozměrů) ve tvaru:

$F = G{ m_1 m_2 \over r^2}\,,$

kde F je gravitační síla působící mezi dvěma hmotnými tělesy, G je gravitační konstanta, m₁ a m₂ gravitační hmotnosti těles a r jejich vzdálenost.

Kolikrát větší gravitační hmotnost má těleso, tolikrát větší silou bude gravitačně působit na jiná hmotná tělesa.

Albert Einstein postuloval v obecné teorií relativity ekvivalenci setrvačných a gravitačních sil (tedy kvalitativní i kvantitativní shodnost jejich projevů). Tato rovnost je s velkou přesností experimentálně ověřena. Lze tedy hovořit o hmotnosti, aniž by bylo nutné rozlišovat, zda se jedná o míru setrvačných či gravitačních účinků.

Vlastnosti

Jedním z důsledků speciální teorie relativity je ekvivalence hmotnosti (nikoliv hmoty!!) a energie, vyjádřená vztahem

E = mc²,

kde c je rychlost světla. Pozorovaným důsledkem je například tzv. hmotnostní deficit atomových jader. V teorii relativity se hmotnost tělesa zvyšuje, když se pohybuje větší rychlostí.

Související články

• Řádová velikost (hmotnost)
• Hustota
• Klidová hmotnost
• Relativistická hmotnost
• Redukovaná hmotnost
• Váha
• Tíha
• Molární hmotnost
• Relativní molekulová hmotnost
• Relativní atomová hmotnost
• Abarognóza

Externí odkazy

• Popis a převody jednotek hmotnosti: http://www.converter.cz/prevody/hmotnost.htm
• Definice hmotnosti: http://www.e-automatizace.cz/…/hmotnost_definice.htm