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在日常生活中个“重量”常莊畀用來表示“質量”,但是在科学丄,昰两隻词表示物质弗同个属性。
在物理丄,质量通常指物质在以下个三隻实验裏向证明等价个属性之一:
从17世纪以来弗断有得实验证明,惯性质量搭引力质量是等价个,昰条原理在广义相对论裏向畀称为等效原理。
狭义相对论证明了物质能量E搭其质量m之间个关系()。根据昰個关系,一個由交關粒子构成个集合体,其质量可能大於也可能小於昰些粒子单独个质量之和。
在地球表面,一個物体个重量与其质量个关系为,其中是地球重力加速度,受纬度、海拔、地壳密度分布(如地下矿藏)等个影响,其值一般取9.81 m s-2。一個物体个重量与其所处个环境有关,然而佢个质量却弗然。譬如,一個质量为50kg个物体在地球表面个重量是491N,同样个物体在月球表面衹有81N。
在国际单位制(International system of units, SI) 中,质量个单位是千克(kilogram, kg)。1千克 = 1000克(gram, g)。
在国际单位制中,还有一些其他个单位也可以使用:
在国际单位制之外,根据上下文,还有交關弗同个质量单位垃拉使用垃壗,比方斯勒格 (slug, sl), 磅(pound, lb),普朗克质量(mp) 像太阳质量(MΘ)。
通常,一個物体个重量与其质量成正比,葛咾两者可以使用同样个单位。然而,在做精确个测量辰光(由於地球表面弗同地方重力场个细微差别),或者在一些遠離地球表面个地方,譬如外太空或其他星球,质量搭重量个差别变得邪大。
质量有个辰光可以用长度来衡量。微小粒子个重量可以用佢康普顿波长(1 cm−1 ≈ 3.52×10−41 kg)个倒数来表示。巨大个恒星搭黑洞个质量可以用史瓦西半径(1 cm ≈ 6.73×1024 kg)来表示。
在古典力学裏向,质量对於物体个运动有仔决定性个作用。牛顿第二定律给予著物体所受个合力F,其质量m搭加速度a之间个关系:
在经典力学中,作为物质属性之一个质量是弗变个,然而在狭义相对论裏向,物体个质量随著其运动速度个增加而增加。物体个质量m与其静止质量m0之间个关系为:
其中v是物体个速度,c是真空中个光速。
物体个能量E与其质量m之间个关系为:
由於能量与观察者所处参考系有关,因此定义一個对於所有观察者儕一样个质量是邪氣方便个。对於单独个粒子,昰隻值就是佢个静止质量;对於一個有界或无界个粒子系统,箇是值就是系统个弗变质量。一個物体个弗变质量m0搭佢个能量E以及动量个模长ρ之间关系为:
其中c是真空中个光速。
在物理学中,人们从至少七隻属性上区分质量个概念,或者说七個可以用质量解释个物理现象:[1]
惯性质量、引力质量以及其他各种各样个质量相关现象在概念上完全弗同。然而,迄今为止所有个实验表明,昰些量之间存在正比关系,昰种正比性导致一個抽象个质量概念。假使在将来个某些实验当中发现,某個质量相关现象与其他之间个关系弗是正比,葛末昰個现象将弗会得畀认为是抽象质量概念个一部分。
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