venerdì 18 febbraio 2011

Il concetto fisico della Massa

Nei prossimi post troveremo spesso citato il concetto di massa di un corpo; qui vogliamo solo anticipare come il significato fisico di questa grandezza è variato passando dalla teoria fisica classica a quella relativistica dello spazio-tempo (di cui parleremo nei prossimi post). 

Introduciamo quindi la definizione di massa (vedi Wikipedia):
"La massa (dal greco μᾶζα, "torta d'orzo, grumo (di pasta)") è una grandezza fisica, cioè una proprietà dei corpi materiali, che determina il loro comportamento dinamico quando sono soggetti all'influenza di forze esterne" (definizione non esaustiva ma sufficiente per i nostri scopi).

Detto ciò osserviamo che "nel corso della storia della fisica, in particolare nella fisica classica, la massa è stata considerata una proprietà intrinseca della materia, rappresentabile con un valore scalare (indipendente dalla direzione), e che si conserva nel tempo e nello spazio, rimanendo costante in ogni sistema isolato".

Tuttavia "nel quadro più ampio della relatività ristretta, specialmente in una prospettiva storica, la massa relativistica non è più una proprietà intrinseca della materia ma dipende anche dallo stato della materia stessa e dal sistema di riferimento in cui viene osservata".

Si noti perciò come passando dalla fisica classica a quella relativistica, la proprietà dei corpi conosciuta come massa è passata da un valore intrinseco della materia ad uno dipendente dal sistema di riferimento e, quindi, anche il suo significato fisico si è modificato di conseguenza.

Si osservi però (come dimostreremo formalmente nel post "Derivare la Massa Relativistica") che in realtà essendo l'energia totale relativistica definita, a meno di una costante, come la massa m (essendo cioè E=mc2) si preferisce identificare con il termine massa quella definita in quiete rispetto ad un sistema inerziale (e indicata di solito con m0) che in effetti è un invariante relativistico* (vedi Wikipedia).

(*) Come mostreremo nel post "Il Centro di Massa ha significato fisico?", nonostante la massa a riposo m0 sia un invariante, la definizione operativa di centro di massa di un corpo è priva di significato fisico in un contesto relativistico.

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