massa

[megabon]

gisteren kreeg ik een artikel te zien over het verschillend gewicht dat je weegt op de maan of op Jupiter of venus. Nu vroeg ik me af of dat bepaalde deeltjes die door de ruimte vliegen ook verschillend gewicht hebben rond Jupiter en de maan of is dat verwaarloosbaar?

[jkien]

Als het deeltje 'vrij', afgezien van de zwaartekracht van de planeet, voorbijvliegt is hij gewichtsloos, dus gewicht = 0 N. Maar als hij door een andere kracht wordt voortbewogen, of afgeremd, heeft hij wel gewicht. 'Gewicht' is wat de weegschaal aanwijst waarop je in principe steunt (in de Nederlandse natuurkunde; maar in de Engelse natuurkunde is 'weight' anders gedefinieerd, namelijk als de pure zwaartekracht, mg). Massa is uiteraard ook anders, die is altijd en overal hetzelfde.

[Bladerunner]

Fotonen worden aangetrokken door zwaartekracht ondanks het feit dat de rustmassa nul is. Ze hebben relativistische massa.
Die relativistische massa neemt toe met de snelheid maar heeft pas enige betekenis als de lichtsnelheid haast bereikt is. Fotonen hebben dat dus automatisch maar andere deeltjes die trager gaan dan het licht moeten het hebben van hun eigen (rust) massa.
Alles met massa wordt beïnvloed door de zwaartekracht van een andere massa. Maar aangezien de massa van een deeltje zo gering is is het effect te verwaarlozen (Tenzij we het over een zwart gat hebben of over een deeltje dat heel dicht langs die andere massa vliegt).
 
Deeltjes die door de ruimte schieten worden eerder beïnvloed door een elektromagnetisch veld dan door gravitatie. (Zoals b.v. rond de Aarde het geval is waardoor we b.v. het noorderlicht zien).
 
We spreken als we het over deeltjes hebben nooit over een gewicht, alleen over massa. Als een deeltje dus sneller gaat doordat het ergens door wordt aangetrokken krijgt het relativistische massa, we noemen het nooit 'extra gewicht'.

[jkien]

De meeste natuurkundigen (inclusief Einstein) keuren dat oude begrip 'relativistische massa' af. Tegenwoordig is massa rustmassa. (klik)

 

[Bladerunner]

Best mogelijk, maar je mag ook niet over het gewicht van een deeltje spreken.

[Michel Uphoff]

Inderdaad:

 

Einstein: "Es ist nicht gut von der Masse eines bewegten Körpers zu sprechen, wofür keine klare Definition gegeben werden kann. Man beschrankt sich besser auf die 'Ruhe-Masse'.

@Megabon
het verschillend gewicht dat je weegt op de maan of op Jupiter of venus.
ook verschillend gewicht hebben rond Jupiter en de maan

 
Een object heeft een massa, en die is onveranderlijk. Een massa van 1 kg is hier en op Jupiter of waar dan ook in het heelal een massa van 1 kg. Maar het gewicht verschilt. Massa trekt aan massa, en die trekkracht neemt evenredig met de massa toe. De Aarde en Jupiter trekken aan die massa van 1 kg en omdat Jupiter meer massa heeft trekt die harder dan de Aarde. Die trekkracht noemen wij gewicht. Gewicht is dus een kracht die uitgeoefend wordt door een massa op een andere massa. Op Aarde trekt de Aarde met een gewicht van precies 1 kg aan een massa van 1 kg. Op Jupiter trekt de planeet met een gewicht van ongeveer 2,5 kg aan die massa van 1 kg. Overigens is het andersom ook zo, die massa van 1 kg trekt met een kracht van 1 kg aan de Aarde, en met 2,5 kg aan Jupiter.
 
In het dagelijks woordgebruik worden dus gewicht en massa door elkaar heen gebruikt, en spreken we over een gewicht van 1 kg en een massa van 1 kg. Maar het zijn heel verschillende dingen. Beter is het dan ook om iedere kracht in Newton uit te drukken, dat is de nette maat voor een kracht. Dan trekt de Aarde met een kracht van 9,8 N aan een massa van 1 kg, en Jupiter trekt met ongeveer 25 Newton aan diezelfde massa van 1 kg.
 
Alles dat rond of langs Jupiter of de Maan draait of vliegt, is in vrije val. Iedere massa, of het nou die van 1 kg of  de minuscule massa van een atoom is kent dan geen gewicht, is gewichtloos. Denk maar aan de astronauten in het ISS, die zijn in vrije val in een baan om de Aarde. Ze zouden even gewichtloos zijn als het ISS om Jupiter draaide. Maar ze zijn nooit massaloos, dat kan niet.

[megabon]

Inderdaad in de ruimte ben je gewichtloos maar er "trek" toch altijd iets aan je.

[Professor Puntje]

Ik weet niet of er voorwerpen bestaan met een temperatuur gelijk aan het absolute nulpunt, maar meestal zullen ze warmer zijn. Dat betekent dat de samenstellende deeltjes in die voorwerpen warmtebeweging zullen uitvoeren. Een deel van de massa van zo'n voorwerp zal dus relativistisch zijn zelfs als het voorwerp als geheel in rust verkeert. De huidige strijd tegen het begrip 'relativistische massa' lijkt mij dan ook vooral een modeverschijnsel.

[gast031]

 maar er "trek" toch altijd iets aan je.

Nee er trekt niets aan je. Achter jouw conclusie dat in de ruimte alles gewichtloos is hoort een punt, over gewicht in de ruimte valt niet meer te vertellen.
 
Tenzij je in een versnelde raket zit doch dit valt buiten deze discussie

[klazon]

Nee er trekt niets aan je. Achter jouw conclusie dat in de ruimte alles gewichtloos is hoort een punt, over gewicht in de ruimte valt niet meer te vertellen.

Dat lijkt me iets te kort door de bocht. De astronauten in ISS worden door de aarde aangetrokken, dat maakt dat ze in een kring om de aarde bewegen. Als dat niet zo was zouden ze in rechte lijn de ruimte in vliegen. Het ruimtestation maakt precies dezelfde beweging en daardoor zijn de astronauten ten opzichte van het ruimtestation gewichtloos.

[gast031]

Ze vallen naar de aarde toe en de aarde naar hen maar missen elkaar door snelheid en daarom blijven ze in een vrije val. Gravitatie is geen aantrekkingskracht maar ruimtetijd kromming.

[Bladerunner]

Op de hoogte waar het ISS zich bevindt heerst nog altijd 90% van de zwaartekracht van het aardoppervlak.
Maar door de juiste baansnelheid ervaren de astronauten gewichtsloosheid wat ook ontstaat bij een vliegtuig in duikvlucht.
Maar zodra de thrusters afgevuurd worden voor een baancorrectie wordt die ogenschijnlijke gewichtsloosheid verstoord.
 
De kromming van de ruimte ervaren wij als aantrekkingskracht.

[gast031]

 
De kromming van de ruimte ervaren wij als aantrekkingskracht.

 
Je ervaart geen aantrekkingskracht want je bent gewichtsloos. Ik begrijp wat je bedoelt, het is gemakkelijker te begrijpen als je het over aantrekkingskracht hebt.

[die hanze]

Massa is de "weerstand" die deeltjes hebben tegen versnelling, de inertie zoals men zegt. Om een deeltje met een grotere massa te versnellen tot een zekere snelheid v hebt je een grotere kracht en dus meer energie voor nodig dan bij een lichter deeltje.
Wat betreft de zwaartekracht, newton gaf aan dat de mate waarin een object "vatbaar" is voor de zwaartekracht gelijk is aan de inertie massa.
De "lading" van deeltjes voor de zwaartekracht is dus de inertie massa zelf. Dit is zeer eigenaardig en gaf de zwaartekracht de eigenschap dat het zeer universeel was. Banen van testmassa's in een gravitatieveld zijn onafhankelijk van de (inertie)massa van de test massa. Dit was het begin van de algemene relativiteitstheorie en het equivalentie principe dat lokaal gezien een gravitatie veld niet kan onderscheiden worden van een versnellend assenstelsel. In de ART wordt de zwaartekracht dan ook niet beschreven als een kracht die op alle deeltjes inwerkt met als lading de inertie massa maar als een eigenschap van de ruimte. Deeltjes volgen gewoon  geodeten(kortste paden in de kromme ruimte-tijd) waardoor inderdaad alle deeltjes op dezelfde manier vallen. De mate waarin de ruimte-tijd gekromd is wordt bepaald door de massa en energie verdeling in die ruimte.
 
Lokaal kun je gravitatie dus niet detecteren, je voelt niets. Neem je wat afstand dan zie je inderdaad deeltjes versnellen door wat wij gravitatie noemen maar dit komt doordat er geen universele inertiaalstelsels meer mogelijk zijn in de ART en we metingen vergelijken tussen 2 verschillende assenstelsels. De zwaartekracht die je voelt als je in je stoel zit is niet de zwaartekracht maar elektromagnetische krachten(normaalkracht van je stoel) die je pad doen afwijken van de geodeet(omlaag vallen).