Kaj je zmanjšana masa?

Ko gledamo delce, tako majhne kot atom, ali predmete, velike kot Zemlja in Luna, je lahko zmanjšana masa pomemben dejavnik pri izračunu obnašanja predmetov, ki se premikajo drug okoli drugega. Proton in elektron ali Zemlja in Luna krožita drug ob drugem z zelo različno maso ali količino vsakega predmeta, na katerega vpliva sila gravitacije. Uporaba enačbe zmanjšane mase lahko poenostavi izračune, kako se bo vsak obnašal v različnih situacijah.

Ker se dva predmeta vrtita drug okoli drugega, imata silo, ki jo je mogoče izračunati z drugim zakonom mehanike Sir Isaaca Newtona, ki izračuna sile med predmeti na podlagi njihove mase in razdalje. Newton (1642-1727) je bil matematik, kemik in fizik, ki je oblikoval številne koncepte o gibanju planetov in gravitaciji. Njegov drugi zakon opisuje sile, ki se pojavljajo med dvema objektoma, vendar predpostavlja, da sta predmeta stacionarna. Zmanjšana masa upošteva vsak predmet in njihovo oddaljenost drug od drugega, kar daje vrednost, ki se lahko uporabi v Newtonovi enačbi in drugih izračunih za gravitacijo in pospešek.

Zemlja in Luna imata zelo različne velikosti, zato bi lahko domnevali, da je Zemlja središče vrtenja obeh teles. To ni ravno res, saj Luna zaradi svoje oddaljenosti od Zemlje in svoje mase vpliva na točko vrtenja, imenovano središče vrtenja. Uporaba središča Zemlje bi povzročila napake pri izračunu, če ne bi bila popravljena za Lunino maso.

Zmanjšana masa se izračuna iz mase obeh predmetov, pomnoženih skupaj, nato pa deljena z vsoto mas obeh predmetov. Rezultat se nato lahko uporabi za izračun učinkov sile in gravitacije, kot da bi bila ena sama masa v točki, imenovani središče vrtenja. Primer tega je povezovanje dveh kroglic z vrvjo, pri čemer imata kroglice različno maso. Poskus vrtenja kroglic z držanjem vrvi na sredini bi bil neuspešen. Eksperimentator bi moral držati vrv bližje težji krogli, ki je središče vrtenja obeh kroglic.

Izračune za zmanjšano maso lahko uporabimo tudi za majhne atomske delce. Ko se elektroni vrtijo okoli atomskega jedra, ustvarijo središče mase in se vrtijo v točkah, ki niso središče jedra. Reševanje za zmanjšano maso ustvari vrednosti, ki jih je mogoče nato uporabiti za druge molekularne sile.