Massa

massa

massa [Lat. massa, dal gr. máza "pasta di farina d'orzo"] [LSF] Termine il cui signif. ha avuto una notevole evoluzione storica e un continuo arricchimento, dal primitivo concetto di grandezza legata alla quantità di materia di cui è fatto un corpo, indipendentemente da stato d'aggregazione, forma e dimensioni (m. materiale), a quello di grandezza che misura le proprietà gravitazionali (m. gravitazionale) e inerziali (m. inerziale) di un corpo, per finire alla precisazione moderna del legame di questi concetti con quello di energia nell'ambito della teoria della relatività (m.-energia: l'energia è c2 volte la massa, con c velocità della luce nel vuoto); per tale evoluzione storica v. massa, mentre per la definizione formale nell'ambito non relativistico del cosiddetto terzo principio della dinamica v. meccanica classica: III 678 f. Unità di misura SI della m. è il kilogrammo; la tab. mostra le relazioni tra alcune delle unità di m. usate nell'ambito della fisica. Per altre unità di m., spec. pratiche, v. App. III: VI 700 sgg. e 731 c. È da ricordare poi che il termine è usato, estensiv., anche per indicare quantità di enti non afferenti alla quantità di materia (per es., m. elettrica e m. magnetica: v. oltre). ◆ [FTC] [EMG] Nell'elettrotecnica, il termine indica il corpo conduttore esteso il cui potenziale è assunto come potenziale nullo o di riferimento e che in genere è la struttura metallica di base (carcassa o telaio) dell'impianto o dell'apparecchio, spesso collegata a una presa di terra: m. di un generatore, collegamento a m., ecc. ◆ [MCF] M. apparente: nel moto di un corpo in un fluido, è la m. di fluido da aggiungere a quella del corpo per dare conto dell'inerzia totale in gioco. ◆ [MCC] M. areica: v. oltre: M. volumica. ◆ [RGR] M. a riposo: in contrapp. a m. d'impulso (v. oltre), la m. competente a un corpo quando esso è in quiete. ◆ [FAT] M. atomica: per un elemento chimico, la massa di riposo di un atomo dell'elemento, misurata, più che nelle ordinarie unità di misura della m., in unità di m. atomica (simb.: u), nella quale scala la m. unitaria è 1/12 della m. dell'isotopo 12C del carbonio (v. atomo: I 287 d); questa unità, detta unità unificata di m. atomica, fu proposta nel 1960 dalla International Association of Pure and Applied Physics (IUPAP) e accettata l'anno seguente anche dalla International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), mentre precedentemente v'erano due scale di m. atomica, una scala chimica, con m. unitaria pari a 1/16 di quella media dell'ossigeno naturale (che è un miscuglio dei tre isotopi 16O, 17O e 18O), e una scala fisica, con m. unitaria pari a 1/16 della m. dell'isotopo 16O (v. unità e misurazione della massa atomica: VI 410 Tab. 1.1). Va poi precisato che nella chimica si preferisce parlare di peso atomico, anziché di m. atomica. ◆ [FNC] M. critica: nelle reazioni nucleari di fissione a catena, la quantità minima di materiale fissile che, per una data configurazione del sistema, fa sì che la reazione possa continuare fino all'esaurimento del combustibile. ◆ [GFS] M. d'aria: nella meteorologia, porzione, abbastanza estesa, di atmosfera prossima al suolo che, per avere stazionato su una regione terrestre avente caratteri geografici e fisici sensibilmente uniformi (oceano, estesa zona continentale arida o forestata o ghiacciata, ecc.) acquista proprietà fisiche (principalmente, temperatura e umidità) ben definite per cui se, spostandosi, incontra m. d'aria differenti, non si mescola con queste; sulle zone di separazione tra m. d'aria diverse, dette superfici frontali o fronti, si localizzano le maggiori perturbazioni del tempo meteorologico. Le m. d'aria sono classificate in base a vari criteri, dei quali il più diffuso è quello che fa riferimento alla loro origine e per il quale si distinguono i quattro tipi principali di aria polare marittima (sull'Artico), polare continentale (Antartide, Asia settentrionale d'inverno), tropicale marittima (oceani tropicali), tropicale continentale (Sahara, specie d'estate). ◆ [MCF] M. d'aria apparente: m. apparente (v. sopra) che si considera in questioni di aerodinamica: v. aerodinamica subsonica: I 70 f. ◆ [FSN] M. di grande unificazione: v. grande unificazione, teoria di: III 62 a. ◆ [RGR] M. d'impulso: in contrapp. a m. a riposo, lo stesso che m. relativistica (v. oltre). ◆ [MCQ] [FSD] M. effettiva, o efficace: per un corpo, in partic., per una particella, grandezza (a seconda dei casi positiva, come la m. ordinaria, oppure negativa) che va sostituita alla m. ordinaria per esprimere compiutamente lo stato dinamico, quando alla considerazione delle forze inerziali s'aggiunga quella di forze derivanti da interazioni di altra natura: per es., nel caso di elettroni di conduzione nel reticolo di un metallo, per tenere conto dell'interazione con il reticolo sia per semplice agitazione termica (m. efficace termica: v. metallo: III 785 e), sia per azione di un campo elettrico (v. metallo: III 788 d). La considerazione della m. efficace ha particolare rilevanza per gli elettroni e le buche elettroniche in semiconduttori: v. semiconduttore: V 140 d. ◆ [FSD] M. efficace di una quasi particella: v. quasi particella: IV 646 a. ◆ [FNC] M. efficace di un nucleone: nel modello ottico per la diffusione elastica di un nucleone da parte del nucleo atomico, rappresenta la m. apparente del nucleone posto in un potenziale indipendente dall'energia: v. reazioni nucleari: IV 760 c. ◆ [STF] [EMG] M. elettrica: locuz. usata nel passato per indicare una carica elettrica, nell'ambito di una vagheggiata unificazione delle apparentemente identiche leggi dell'interazione tra masse puntiformi, cariche elettriche puntiformi e poli magnetici puntiformi. ◆ [FSN] M. elettromagnetica: (a) con riferimento alle leggi del moto di una particella carica in un campo elettromagnetico, la m. che bisogna aggiungere a quella della stessa particella supposta priva di carica perché si mantenga valida la seconda legge della dinamica (la particella presenta infatti un'ulteriore resistenza all'accelerazione dovuta al fatto che essa emette radiazione elettromagnetica); (b) più in generale, ogni m. introdotta per dare conto di effetti dinamici di interazioni elettromagnetiche; (c) in partic., m. che va attribuita a un ente privo di m. ordinaria ma dotato di energia e di impulso, quale, per es., un fotone. ◆ [RGR] M.-energia: entità che meglio approssima attualmente il concetto di "materia", potendo quest'ultima manifestarsi come pura m. oppure come pura energia oppure, infine, come m. dotata di energia potenziale oppure in atto, per es. cinetica, l'energia E equivalendo perfettamente alla m. secondo la relazione di Einstein E=mc2, con c velocità della luce nel vuoto: v. relatività ristretta: IV 814 a. ◆ [MCC] M. gravitazionale: quella da attribuire a un corpo per dare conto del campo gravitazionale da esso generato; per es., per un corpo puntiforme che genera un campo gravitazionale di intensità C a distanza r è la m. m=Cr2/G, essendo G la costante della gravitazione universale; questa, propr., è la m. gravitazionale attiva, chiamandosi m. gravitazionale passiva la grandezza m da moltiplicare per un campo gravitazionale C agente su un corpo per avere la forza f subita dal corpo stesso, f=mC. La m. gravitazionale attiva equivale a quella passiva per un medesimo corpo ed entrambe sono equivalenti (nei limiti di una pressione sperimentale dell'ordine di 10-12) alla m. inerziale del corpo: v. equivalenza della massa, principio di. ◆ [MCC] M. inerziale, o inerte: la grandezza che compare nella legge fondamentale della dinamica come coefficiente di proporzionalità tra l'accelerazione impressa a un corpo e il risultante delle forze applicate al corpo; equivale alla m. gravitazionale (sia attiva che passiva): v. equivalenza della massa, principio di. ◆ [RGR] M. invariante: per un sistema di più corpi, la m. che corrisponde, in base al principio di equivalenza tra massa ed energia, all'energia totale del sistema nel riferimento di quiete del suo baricentro: v. relatività ristretta: IV 814 f. ◆ [RGR] M. irriducibile: v. buco nero: I 387 b. ◆ [ASF] M. latente, o m. mancante: il difetto di m. che le osservazioni mostrano localizzato nella zona centrale (alone) della Galassia, necessario per giustificare la stabilità dinamica; è da attribuire a materia oscura (di qui l'altra denomin. di m. oscura) e quindi sfuggente alle osservazioni sia ottiche che di altro genere: v. Galassia: II 807 b. Una situazione analoga si ha anche per le galassie e, in generale, per l'intero Universo sidereo: v. materia oscura. ◆ [MCC] M. lineica: v. oltre: M. volumica. ◆ [STF] [EMG] M. magnetica: locuz. usata nel passato per indicare un polo magnetico, nell'ambito di una vagheggiata unificazione delle apparentemente identiche leggi dell'interazione tra masse puntiformi, cariche elettriche puntiformi e poli magnetici. ◆ [FML] M. molare: la m. di una mole di sostanza, pari al prodotto della m. molecolare della sostanza per la costante di Avogadro. ◆ [FML] M. molecolare: per una data molecola, la somma delle m. atomiche degli atomi che la compongono. ◆ [RGR] M. relativistica: la m. di un corpo in moto, la quale coincide con la m. dello stesso corpo in quiete (m. di quiete o di riposo) solo se la velocità è piccola rispetto a quella della luce; precis., per tale m. si hanno due definizioni: come rapporto tra la quantità di moto e la velocità (m. trasversale), mt= m₀/[1-(v/c)2]3/2, e come rapporto tra la forza e l'accelerazione (m. longitudinale), ml=m₀[1-(v/c)2], con m₀ m. di quiete, v velocità del corpo e c velocità della luce nel vuoto; le denomin. derivano dal fatto che le due dette m. esprimono il rapporto tra la forza agente su un corpo e le accelerazioni normale e, rispettiv., tangenziale alla sua traiettoria; in mancanza di specificazione, per m. relativistica s'intende quella longitudinale. ◆ [MCC] M. ridotta: è considerata in problemi dinamici che siano riducibili al problema dei due corpi (quali, per es., quelli riguardanti in campo astronomico un pianeta con un solo satellite e in campo atomico i sistemi idrogenoidi) e vale μ=m₁m₂/ (m₁+m₂), essendo m₁ e m₂ le m. dei due corpi; complessivamente, il sistema può essere considerato con un unico corpo avente la m. m₁+m₂, mentre il moto del corpo minore intorno a quello maggiore può essere visto pensando che il corpo maggiore sia in quiete oppure animato di moto inerziale, purché si attribuisca al corpo minore non la sua vera m. ma la m. ridotta (in effetti, al tendere di m₁ o m₂ a zero, cioè al tendere del centro di massa del sistema al centro di massa del corpo maggiore, µ tende alla m. dell'altro corpo). ◆ [MCQ] M. rinormalizzata: v. reticolo, teorie quantistiche sul: IV 834 e. ◆ [FME] M. secca: parametro determinabile attraverso la microscopia in contrasto di fase e corrispondente al contenuto globale dei diversi costituenti cellulari, esclusa l'acqua: v. microscopia in fisica medica: III 855 b. ◆ [ASF] M. solare: la m. del Sole, usata in molte questioni come unità astronomica di m. (v. oltre). ◆ [MCC] M. specifica: lo stesso che m. volumica (v. oltre). ◆ [PRB] M. statistica: lo stesso che universo statistico, cioè l'insieme dei dati su cui si opera. ◆ [MCC] M. volumica: per un corpo o una sostanza, il limite a cui tende il rapporto tra la massa di un elemento di volume del corpo e la misura di questo volume quando quest'ultimo sia sufficientemente piccolo da poter considerare omogenea la materia in esso; è detta normalmente densità. Definizioni analoghe, relative a elementi di superficie (m. areica) e di linea (m. lineica); unità di misura SI sono, rispettiv., il kilogrammo a metro cubo (kg/m3), a metro quadrato (kg/m2) e a metro (kg/m). ◆ [MCC] Additività della m.: v. dinamica: II 178 b. ◆ [MCC] Centro di m.: per un sistema di n punti materiali, ognuno di massa mi e vettore di posizione ri, è il punto individuato dal vettore di posizione rC=Σimiri/M, essendo M=Σimi la m. totale del sistema; è concettualmente cosa diversa dal baricentro del sistema, che è il centro del sistema dei vettori esprimenti il peso dei punti e con il quale peraltro viene a coincidere nel caso, invero molto frequente, che il campo della gravità sia uniforme nell'ambito del sistema. ◆ [FSN] Coefficienti di assorbimento di m.: v. particelle attraverso la materia: IV 455 a. ◆ [RGR] Conservazione della m.: lo stesso che conservazione della materia: → materia [LSF]. ◆ [RGR] Densità propria della m. a riposo: v. fluidodinamica relativistica: II 659 b. ◆ [FNC] Difetto di m.: la differenza tra la somma delle m. dei nucleoni costituenti un dato nucleo atomico e la m. di quest'ultimo, esprimente, a norma dell'equivalenza massa-energia, l'energia di legame del nucleo, gran parte della quale si rende libera nella fissione del nucleo medesimo. ◆ [FAT] Effetto di m.: v. atomo: I 310 d. ◆ [FNC] Formula di m.: denomin. di varie formule empiriche per calcolare la m. di un nucleo atomico in funzione del numero atomico, del numero di massa e di altri parametri precisati caso per caso; per es., v. simmetrie dinamiche in fisica nucleare: V 211 a. ◆ [MCC] Forze di m.: qualifica generica delle forze che derivino direttamente dalla m. dei corpi, quali, tipic., le forze d'inerzia, in contrapp. a forze elastiche, elettriche, elettrodinamiche, ecc. ◆ [ASF] Funzione di m.: (a) la relazione che dà il numero di stelle con massa tra m e m+dm; (b) la relazione per calcolare le m. dei componenti di una stella doppia in funzione dei parametri del-l'orbita che un componente descrive intorno all'altro: v. stelle doppie e multiple: V 644 b. ◆ [MCQ] Generazione spontanea di m.: v. reticolo, teorie quantistiche sul: IV 835 d. ◆ [MCC] Geometria delle m.: la parte della meccanica che comprende la teoria dei centri di m., dei baricentri, dei momenti statici e dei momenti d'inerzia di sistemi materiali. ◆ [FSN] Gerarchia delle m.: v. grande unificazione, teorie di: III 64 f. ◆ [CHF] Legge dell'azione di m.: v. chimica fisica: I 579 f. ◆ [MCC] Legge di conservazione della m.: principio della meccanica classica, secondo il quale in ogni processo fisico la m. complessiva dei corpi che vi partecipano resta invariata; in termini relativistici essa va vista come la formulazione della più generale legge di conservazione della massa-energia nel caso che non vi siano trasformazioni di m. in energia, e viceversa, e le m. da considerare siano quelle a riposo. ◆ [RGR] Legge di conservazione della m. a riposo: v. fluidodinamica relativistica: II 660 b. ◆ [FNC] Numero di m.: il numero dei nucleoni (protoni e neutroni) che costituiscono un nucleo atomico; è il numero intero che approssima la m. del nucleo espressa in unità di m. atomica. ◆ [FTC] [FSP] Rapporto di m.: nell'astronautica, il rapporto μ tra la massa iniziale di un razzo e il peso di questo a fine combustione del combustibile; se la velocità di efflusso ve dei gas di combustione è costante, per la variazione della velocità del razzo durante l'intera combustione si ha Δv=μve=gI lnμ, con g accelerazione di gravità e I impulso specifico del propellente; nel caso di razzi pluristadio, la definizione precedente va applicata a ogni stadio i-esimo e per l'intero razzo si ha Δv=gIe ln(Σiμi). ◆ [FSN] Spessore di m.: v. particelle attraverso la materia: IV 455 a. ◆ [FSD] Teorema delle m. efficaci e tensore m. efficace: v. elettroni, dinamica nei solidi di: II 351 f. ◆ [ASF] Unità astronomica di m.: è la massa del Sole, con simb. M⊙: v. costanti astronomiche: I 807 Tab. 4.1. ◆ [FAT] Unità di m. atomica e scala unificata di m. atomica: v. sopra: M. atomica.