Τι είναι η μειωμένη μάζα;

Όταν κοιτάζετε τα σωματίδια τόσο μικρά όσο ένα άτομο ή αντικρούει τόσο μεγάλα όσο η γη και το φεγγάρι, η μειωμένη μάζα μπορεί να αποτελέσει σημαντικό τρόπο κατά τον υπολογισμό της συμπεριφοράς των αντικειμένων που κινούνται γύρω από το άλλο.Ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο ή η γη και η φεγγάρι κύκλος ο ένας τον άλλον με ευρέως διαφορετική μάζα ή την ποσότητα κάθε αντικειμένου που επηρεάζεται από τη δύναμη της βαρύτητας.Η χρήση μιας μειωμένης εξίσωσης μάζας μπορεί να απλοποιήσει τους υπολογισμούς του τρόπου με τον οποίο ο καθένας θα συμπεριφέρεται σε διαφορετικές καταστάσεις. Καθώς δύο αντικείμενα περιστρέφονται γύρω από το άλλο, έχουν μια δύναμη που μπορεί να υπολογιστεί από τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής του Sir Isaac Newton, που υπολογίζει τις δυνάμεις μεταξύαντικείμενα που βασίζονται στη μάζα και την απόσταση τους.Ο Newton (1642-1727) ήταν μαθηματικός, χημικός και φυσικός που διατύπωσε πολλές έννοιες για την πλανητική κίνηση και τη βαρύτητα.Ο δεύτερος νόμος του περιγράφει τις δυνάμεις που συμβαίνουν μεταξύ δύο αντικειμένων, αλλά υποθέτει ότι τα αντικείμενα είναι ακίνητα.Η μειωμένη μάζα λαμβάνει υπόψη κάθε αντικείμενο και την απόσταση τους μεταξύ τους, δίνοντας μια αξία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην εξίσωση του Νεύτωνα και σε άλλους υπολογισμούς για βαρύτητα και επιτάχυνση.Η Γη είναι το κέντρο περιστροφής των δύο σωμάτων.Αυτό δεν είναι ακριβώς αλήθεια, επειδή το φεγγάρι επηρεάζει το σημείο περιστροφής, που ονομάζεται Κέντρο περιστροφής, λόγω της απόστασης από τη γη και τη μάζα του.Η χρήση του κέντρου της γης θα δημιουργούσε σφάλματα στον υπολογισμό εάν δεν διορθωθεί για τη μάζα του φεγγαριού

Η μειωμένη μάζα υπολογίζεται από τη μάζα και των δύο αντικειμένων πολλαπλασιασμένων μαζί και στη συνέχεια διαιρείται με το άθροισμα της μάζας των δύο αντικειμένων.Το αποτέλεσμα μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της δύναμης και της βαρύτητας, σαν να υπήρχε μία μόνο μάζα σε ένα σημείο που ονομάζεται κέντρο περιστροφής.Ένα παράδειγμα αυτού συνδέει δύο μπάλες με ένα σχοινί, με τις μπάλες να έχουν διαφορετικά βάρη.Η προσπάθεια να γυρίσει τις μπάλες κρατώντας το σχοινί στη μέση θα ήταν ανεπιτυχής.Ο πειραματιστής θα πρέπει να κρατήσει το σχοινί πιο κοντά στην βαρύτερη μπάλα, η οποία είναι το κέντρο περιστροφής των δύο μπάλες. Οι υπολογισμοί για μειωμένη μάζα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για μικρά ατομικά σωματίδια.Όταν τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από έναν ατομικό πυρήνα, δημιουργούν ένα κέντρο μάζας και περιστροφής σε σημεία διαφορετικά από το κέντρο του πυρήνα.Η επίλυση για τη μειωμένη μάζα δημιουργεί τιμές που στη συνέχεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλες μοριακές δυνάμεις.