Мало що є більш тривіальним, ніж, наприклад, відвідування магазину та замовлення двох кілограмів фруктів. У повсякденному житті ми часто плутаємо поняття маси з поняттям ваги. Маса - це кількість речовини в будь-якому тілі (фрукти, скелі, вода, ...). Вага - це сила, з якою Земля (або Місяць у його випадку чи інше небесне тіло); приваблює цю масу. Тому, коли ми йдемо до магазину, замість того, щоб просити, наприклад, дві кілограми яблук, нам слід замовити таку кількість яблук, щоб їх маса була такою, щоб Земля притягувала його силою, рівною тій, яка приваблює масу два кілограми. Звичайно, якщо ми підемо з цим «рулоном»; можливо, хто нас почує, з поважною причиною скаже, що ми жартуємо.
Ваги вимірюють силу, з якою Земля притягує задану кількість речовини. Ця сила прямо пропорційна кількості маси і тому вага (сила) і маса є синонімами. Якщо сила притягання (вага) подвійна або потрійна, маса також точно подвійна або потрійна.
Якщо мова йде про предмети певного обсягу (наприклад, мішок картоплі), є відповідні ваги для визначення їх маси (ваги), а якщо мова йде про набагато більші предмети, такі як стіна, метод полягає у зважуванні шматка зазначеної стіни і поки вона рівномірна, віднімають (знаючи її об’єм) вагу або масу всієї стіни.
Якщо ми стикаємося з дуже великою кількістю речовини, такою як гора, метод подібний. Ви повинні розрахувати об’єм цього кріплення, а після цього знати середню щільність зменшеного об’єму цього кріплення. Наприклад, з кубічного метра. Тепер, якщо ми зіткнулися з проблемою обчислення всієї маси Землі, справа складніша. Ми можемо аналізувати зразки з найвіддаленішої частини Землі; але не всередині. Як ви можете продовжувати тоді?.
ЩО ВЖЕ ВІДОМО З 18 СТОЛІТТЯ
Дуже елементарні знання фізики (середня освіта) служать для того, щоб вказати, що масу Землі знаходять шляхом множення величини прискорення сили тяжіння на її поверхні (вони становлять 9,8 метра в секунду щосекунди) на радіус у квадраті і поділивши все це на значення Константи Гравітації (Константи Ньютона). Це просто Це тому, що (елементарна фізика) вага будь-якої маси, розташованої на земній поверхні, дорівнює результату множення цієї маси на земну і на постійну Ньютона, а потім ділення всього на квадрат земного радіуса (6371 км). Значення цієї константи Ньютона відомо з 18 століття завдяки Кавендішу. Фізико-математичні знання та міркування для досягнення цього висновку повинні бути відомі студентам фізики та математики середньої школи.
Основна проблема полягає в тому, що константа Ньютона - це «диявольське» число, оскільки воно дорівнює 6,67408 помножено на десять при мінус 11, ньютонів на квадратний метр і поділено на квадрат кілограма. Багато "рулону" здається і так воно і є. Ми використовуємо вирази, які в повсякденному житті "звучать як китайські". Однак я наполягаю на тому, що будь-який студент фізики середньої школи повинен мати змогу вирішити цю справу. Ви повинні мати це, якщо трохи терпіння і ретельно розрахувати. Я зробив операцію і отримав, що маса Землі (кілограми) дорівнює 5,96 по 10, піднята до 24, тобто 5,96, помножена на одиницю, ... з наступними 24 нулями!.
У випадку маси Сонця ми стикаємось із досить подібним випадком. Можна визнати, що відстань Земля-Сонце постійна і дорівнює 149 598 000 км. що швидкість Землі при її русі навколо Сонця становить 29 786 км/с, і знову, використовуючи значення постійної Ньютона, ми вирішуємо цю проблему, яка також є проблемою початкової фізики середньої школи. Для цього ми візьмемо до уваги, що відцентрова сила Землі навколо Сонця (припускаючи строго кругову орбіту) повинна бути точно компенсована силою тяжіння між Землею і Сонцем. В цьому випадку знати не потрібно маси Ла Ленд. Сонячну масу отримують шляхом множення відстані Земля-Сонце на швидкість Землі (29 786 км/с) на квадрат і ділення всього цього на константу Ньютона.
Знову ми знаходимо "диявольські вирази"; але терпляче працюючи, ми отримуємо, що маса Сонця в кілограмах дорівнює 1,4237 разів на 10 до 30-ї потужності; тобто 1.4237, помножене на одиницю, ... після чого 30 нулів!.
Питання про одиниці вимірювання, метри, секунди, кілограми, секунди ... також є складним для обробки; але я наполягаю, що це питання для будь-якого прикладного або звичайного старшокласника (який вивчає фізику та математику); повинен обробляти. Якщо ні, тоді гроші, витрачені на державну освіту, частково йдуть марно. Формули, які я вставляю, повинні бути добре відомі студентам математики та фізики середньої школи. Тому я не додаю жодних додаткових пояснень.