O que é massa reduzida?

Ao observar partículas tão pequenas quanto um átomo ou objetos tão grandes quanto a Terra e a lua, a massa reduzida pode ser uma consideração importante ao calcular o comportamento dos objetos que se movem um ao outro. Um próton e um elétron ou a Terra e a Lua circulam entre si com massa muito diferente, ou a quantidade de cada objeto afetado pela força da gravidade. O uso de uma equação de massa reduzida pode simplificar os cálculos de como cada um se comportará em diferentes situações.

À medida que dois objetos giram em torno um do outro, eles têm uma força que pode ser calculada pela segunda lei da termodinâmica de Sir Isaac Newton, que calcula as forças entre os objetos com base em sua massa e distância. Newton (1642-1727) foi um matemático, químico e físico que formulou muitos conceitos sobre movimento e gravidade planetários. Sua segunda lei descreve as forças que ocorrem entre dois objetos, mas assume que os objetos são estacionários. A massa reduzida leva em consideração cada objeto e sua distância um do outro, fornecendo um valor que pode ser usado na equação de Newton e em outros cálculos de gravidade e aceleração.

A Terra e a Lua têm tamanhos muito diferentes, e pode-se supor que a Terra é o centro de rotação dos dois corpos. Isso não é exatamente verdade, porque a Lua afeta o ponto de rotação, chamado centro de rotação, devido à sua distância da Terra e de sua massa. Usar o centro da Terra criaria erros no cálculo se não fosse corrigido para a massa da Lua.

A massa reduzida é calculada a partir da massa de ambos os objetos multiplicada juntos, depois dividida pela soma da massa dos dois objetos. O resultado pode então ser usado para calcular os efeitos de força e gravidade como se houvesse uma única massa em um ponto chamado centro de rotação. Um exemplo disso é conectar duas bolas com uma corda, com as bolas tendo pesos diferentes. Tentar girar as bolas segurando a corda no meio seria malsucedido. O experimentador teria que segurar a corda mais perto da bola mais pesada, que é o centro de rotação das duas bolas.

Cálculos para massa reduzida também podem ser usados ​​para pequenas partículas atômicas. Quando os elétrons giram em torno de um núcleo atômico, eles criam um centro de massa e rotação em outros pontos que não o centro do núcleo. A resolução da massa reduzida cria valores que podem ser usados ​​para outras forças moleculares.