Hva er redusert masse?

Når du ser på partikler som er så små som et atom, eller gjenstander som er så store som jorden og månen, kan redusert masse være en viktig vurdering når du beregner oppførselen til gjenstandene som beveger seg rundt hverandre. Et proton og et elektron eller jorden og månen sirkler hverandre med vidt forskjellige masse, eller mengden av hvert objekt som er påvirket av tyngdekraften. Ved å bruke en redusert masse ligning kan forenkle beregningene av hvordan hver vil oppføre seg i forskjellige situasjoner.

Når to objekter dreier seg om hverandre, har de en kraft som kan beregnes av Sir Isaac Newtons andre lov om termodynamikk, som beregner kreftene mellom objekter basert på deres masse og avstand. Newton (1642-1727) var matematiker, kjemiker og fysiker som formulerte mange konsepter om planetarisk bevegelse og tyngdekraft. Hans andre lov beskriver kreftene som oppstår mellom to objekter, men antar at objektene er stasjonære. Redusert masse tar hensyn til hvert objekt og deres avstand fra Each annet, og gir en verdi som kan brukes i Newtons ligning og andre beregninger for tyngdekraft og akselerasjon.

Jorden og månen har vidt forskjellige størrelser, og det kan antas at jorden er sentrum for rotasjon av de to kroppene. Dette er ikke akkurat sant, fordi månen påvirker rotasjonspunktet, kalt rotasjonssenteret, på grunn av dens avstand fra jorden og dens masse. Å bruke jordens sentrum vil skape feil i beregningen hvis ikke korrigert for månens masse.

Redusert masse beregnes ut fra massen til begge objektene multiplisert sammen, deretter delt på summen av massen til de to objektene. Resultatet kan deretter brukes til å beregne kraft- og tyngdekraftseffekter som om det var en enkelt masse på et punkt som kalles rotasjonssenteret. Et eksempel på dette er å koble to baller med et tau, med ballene som har forskjellige vekter. Forsøker å spI ballene ved å holde tauet i midten ville ikke være mislykket. Eksperimenteren må holde tauet nærmere den tyngre ballen, som er rotasjonssenteret til de to ballene.

Beregninger for redusert masse kan også brukes til små atompartikler. Når elektroner snurrer rundt en atomkjerne, skaper de et sentrum av masse og rotasjon på andre punkter enn sentrum av kjernen. Løsning for redusert masser skaper verdier som deretter kan brukes til andre molekylære krefter.