Не знаю, что меня побудило написать именно такую статью, но часто, когда я читаю различные книги, статьи, где встречается эта тема, особенно в последнее время какой-то разнобой по этой теме.
Мне же хотелось некого, как обычно, физического понимания этих явлений.
Но давайте, как обычно, сначала посмотрим, что пишут легкодоступные источники по этим явлениям.
Начнём конечно с массы, как один инвариантов (материя) нашей природы.
1. Oxford Languages
"Одна из основных величин механики — величина, измеряющая количество вещества в теле, мера инерции тела по отношению к действующей на него силе".
Почему только механики - не понятно? Но сразу приравняли с инерцией.
2. Google
"Масса — скалярная величина, мера инертности тела (инертная масса) либо «заряд», то есть мера интенсивности источника, гравитационного поля (гравитационная масса)"
Тут всё более не понятно, потому что с пихали всё в кучу.
3. Википедия
"Масса — скалярная физическая величина, определяющая инертные и гравитационные свойства тел в ситуациях, когда их скорость намного меньше скорости света"
Тут ещё и скорость света приплели. Явно релятивист писал.
4. Учи.ру
"Масса тела это скалярная физическая величина, которая характеризирует его инертность. Инертность это свойства тела изменять свое состояние."
Так в современной школе учат. Тоже инертность приплели.
5. Статьи на сайте Вологодской областной универсальной научной библиотеки.
"Масса, физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая её инерционные и гравитационные свойства. Соответственно различают М. инертную и М. гравитационную (тяжёлую, тяготеющую)."
Тут уже два вида масс.
Искал ссылки на что-то более "научное".
6. Вот нашёл в МФТИ. Тут сразу и масса и инерция - "Взаимодействие тел, инертность, масса", и тоже разделяется на инертную и гравитационную.
Понятно, что это такое, не раскрывается.
7. А некий Дж. Роше
"Масса означает материю или тело: масса есть тело. Масса означает тело само по себе, а не свойство тела."
Это цитирует некий Р. И. Храпко в "Трудах МАИ".
В общем интересная статейка, но к теме относится только косвенно.
Как оказалось, найти что-то стоящее по массе весьма затруднительно. Ссылок огромное количество, но все они в основном цитируют одно и тоже школьное описание массы.
Тратить огромное количество времени, чтобы найти первоисточник этих высказываний не вижу смысла.
***
Пойдём дальше. Поищем, а что же такое инерция?
1. Первый источник уже есть выше - ссылка на сайт МФТИ.
2. Википедия.
"Инерция (от лат. inertia — «покой, бездеятельность, постоянство, неизменность») — свойство тела оставаться в некоторых (называемых «инерциальными») системах отсчёта в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие внешних воздействий, а также препятствовать изменению своей скорости (как по модулю, так и по направлению) при наличии внешних сил за счёт своей инертной массы."
Определение путанное, малопонятное, а главное привлекает другое понятие "инерциальные системы отсчёта". Будто без этих систем отсчёта инерции не существует.
Но если заглянуть в определение, то сразу понимаешь, что дело "тёмное", потому что сразу идёт постулат к первому закону Ньютона, в котором снова речь идёт об инерциальных системах отсчёта. Круг замкнулся.
3. Учи.ру
"Свойство тел по-разному менять свою скорость при взаимодействии".
Это так в школе учат видимо.
4. Энциклопедия Полевой физики
"Инерция является одним из фундаментальных свойств физических тел. Оно состоит в том, что тело препятствует изменению характера своего движения под влиянии внешних сил."
В принципе тоже самое, что и выше. Вот только нашёл ссылку на "природу массы".
Любопытная концепция. Кому лень почитать, то смысл теории в том, что массы в принципе изолированной не существует до тех пор, пока она не будет взаимодействовать.
Чем то похоже на существующие модели - пока не измеришь, не узнаешь.
Т.е. всё зависит от наблюдателя.
Ну а сама инерция - это «Принцип инерции Галилея» + глобальное поле.
Почитайте. Интересный взгляд на физику.
***
В общем определения однотипные. Физический смысл или процессы, происходящие в массе при проявлении инерции не описаны. Ну или я плохо искал.
Поэтому попробую сам что-то придумать.
Меня они не устраивают по одной простой причине, о которой я часто говорю, что во всех определениях массы всё ссылается на инертность, а инертность - это "фундаментальное свойство физических тел".
В традиционной физике это бы может и устроило, но для эфиродинамике пояснение типа - "это так есть и не спрашивайте почему" ну ни как не устраивает.
Потому что для объяснения физических явлений мы можем спуститься в глубину строения материи.
Что мы и сделаем.
Итак.
Вспомним такую детскую игрушку, как волчок (юла) или его более технологичного собрата - гироскоп.
Наверняка все помнят, что вращающийся волчок, а тем более гироскоп весьма устойчив и вывести его из состояния равновесия требуется довольно таки большая сила.
А теперь вспомним, что такое протон - это вихрь, причём тороидальный вихрь с очень плотными стенками.
Отсюда можно сделать вывод, что протон - это своего рода "волчок", только двойной.
Круговая составляющая делает протон похожим на обычную юлу, а тороидальное вращение оболочки протона ещё больше стабилизирует протон в плоскости кругового вращения.
Разница между протонов и волчком в том, что протон, в отличие от волчка, не имеет точки опоры.
Это означает, что протон не имеет обычных для любой такой игрушки или гироскопа тормозящего (сопротивления трению) воздействия, а значит без воздействия на него внешних сил будет очень долго оставаться в одном положении.
В случае же воздействия внешних сил, а это могут быть только такие же частицы или внешние потоки эфира, протон, как любое вращающееся тело, протон будет "сопротивляться" внешнему воздействию.
А ещё скорость вращения волчка-протона во множество порядков больше чем у игрушки-волчка, при значительно меньших размерах. Это означает что силы, действующие на такой "гороскоп" огромны. А значит уже только на один протон не так просто эффективно воздействовать.
Если перейти от протона к атомному ядру, то оно состоит из протонов и нейтронов(тоже протонов, но с экранирующим поверхностным слоем). Причём все они соединены своими осями вращения или параллельно, или антипараллельно.
Это означает, что оси вращения всех нуклонов параллельны одной линии, что в свою очередь представляет атомное ядро как один очень сложный гироскоп.
Можно конечно суммировать сюда и гироскопический эффект электронных оболочек, которые генерируются протонами ядра и их оси вращения так же параллельны осям вращения нуклонов. Но из-за малой массы электронных оболочек и более медленного вращения, их прибавка к гироскопическим свойствам атома не сильно значительна.
Таким образом можем сделать вывод, что чем больше ядро (больше атомная масса), тем сильнее "сопротивляется" атом внешнему воздействию.
А теперь вспомним из практического опыта, что чем плотнее объект и чем больше в нём тяжёлых элементов, тем больше масса такого объекта.
Плотность означает большее количество атомов в единице объёма. А с тяжёлыми элементами уже разобрались.
Отсюда мы видим, что чем больше масса объекта, значит больше в этом объекте нуклонов (элементарных гироскопов), а значит тем больше у этого тела инерция вращения всех нуклонов.
Отсюда имеем логический вывод, что чем больше в объекте инерция, тем больше у него масса, что, в свою очередь получаем прямую зависимость между инерцией и массой объекта.
Вот таким не хитрым способом можно показать эквивалентность инерции и массы тела.
А за одно и выяснили механизм инерции.