Masse (Physik)
Definition
Die Masse (Formelzeichen m) ist eine wichtige Grundeigenschaft aller Körper. Sie bestimmt zwei Eigenschaften eines Körpers:
- Die Trägheit eines Körpers: Ein Körper wird nur durch äußere Kräfte beschleunigt (F=m*a). Ohne äußere Kräfte behält er nach dem ersten Newtonschen Axiom (dem Trägheitssatz) seine Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung bei.
- Die Massenanziehung zweier Körper: Massen üben aufeinander eine Gravitationsanziehung aus.
Die Identifizierung von träger Masse und schwerer Masse ist empirisch bestätigt, und nach der allgemeinen Relativitätstheorie zu erwarten.
Die Basiseinheit der Masse ist das Kilogramm.
Vielfaches einer Masse
In der klassischen Mechanik gilt: Werden n Körper von gleicher Masse zusammengefügt, entsteht ein Körper n-facher Masse.
In der Relativitätstheorie gilt dies aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie nicht mehr. Ziehen sich zwei Körper an, so ist ihre gemeinsame Masse kleiner als die Summe ihrer Einzelmassen.
Für normale Objekte ist dieser Effekt weit jenseits der Meßungenauigkeit, jedoch ist für die Masse eines Atomkerns deutlich kleiner als die Summe der Masse der Nukleonen, aus denen er zusammengesetzt ist. Man spricht vom Massendefekt des Kerns.
Messung
Zwei Körper sind gleichschwer und haben somit die gleiche Masse, wenn sie am gleichen Beobachtungsort gleich stark angezogen werden. Die Messung von Massen ist durch folgende Verfahren möglich:
- Bei der Federwaage wird die Anziehung eines Körpers an einem bestimmten Ort der Zugkraft einer Feder verglichen. Dieses Messverfahren ist damit Ortsabhängig. (Massenanziehung)
- Bei der Balkenwaage wird die Gewichtskraft der Masse eines Körpers mit vorgegeben Massen verglichen (Gewichtsstücke). Damit ist diese Messung ortsunabhängig. (Massenanziehung)
- Messung der Trägheit, also der Beschleunigung eines Körpers bei vorgegebener Kraft.
Außerhalb der Physik gibt es auch noch andere Bedeutungen des Begriffs Masse.