Ett koncept som vi är bekanta med från tidig barndom är massan. Och ändå, under fysik, är vissa svårigheter förknippade med dess studie. Därför är det nödvändigt att tydligt definiera vad massa är. Hur kan du känna igen henne? Och varför är det inte lika med vikt?
Bestämning av massa
Den naturvetenskapliga innebörden av detta värde är att det bestämmer mängden materia som finns i kroppen. För dess beteckning är det vanligt att använda den latinska bokstaven m. Måttenheten i standardsystemet är kilogram. I uppgifter och vardagsliv används ofta sådana som inte ingår i systemet: gram och ton.
I en skolfysikkurs, svaret på frågan: "Vad är massa?" ges i studiet av fenomenet tröghet. Då definieras det som en kropps förmåga att motstå en förändring i hastigheten på dess rörelse. Därför kallas massan också inert.
Vad är vikt?
För det första är det en kraft, det vill säga en vektor. Massa är en skalär mängd. Viktvektorn är alltid fäst vid stödet eller upphängningen och är riktad i samma riktning som gravitationen, dvs vertik alt nedåt.
Formeln för att beräkna vikten beror på omdetta stöd (avstängning). Vid systemvila används följande uttryck:
Р=mg, där Р (bokstaven W används i engelska källor) är kroppens vikt, g är fritt fallacceleration. För jorden tas g vanligtvis lika med 9,8 m/s2.
Massformeln kan härledas från den: m=P / g.
När man rör sig nedåt, det vill säga i viktens riktning, minskar dess värde. Därför blir formeln:
Р=m (g - a). Här är "a" systemets acceleration.
Det vill säga när dessa två accelerationer är lika, observeras ett tillstånd av viktlöshet när kroppsvikten är noll.
När kroppen börjar röra sig uppåt pratar de om viktökning. I denna situation uppstår ett överbelastningstillstånd. Eftersom kroppsvikten ökar och dess formel kommer att se ut så här:
P=m (g + a).
Hur är massa relaterat till densitet?
Mycket enkelt. Ju större densiteten av det ämne som kroppen består av, desto viktigare blir dess massa. När allt kommer omkring definieras densitet som förhållandet mellan två kvantiteter. Den första av dessa är massa, volymen är den andra. För att beteckna detta värde valdes den grekiska bokstaven ρ. Måttenheten är förhållandet mellan kilogram och kubikmeter.
Baserat på ovanstående har massformeln följande form:
m=ρV, där bokstaven V betecknar kroppens volym.
Underhållande uppgifter
Efter att ha klargjort frågan om vad massa är kan du börja lösa problem. De av demsom har engagerande innehåll kommer att hålla eleverna mer intresserade.
Uppgift nummer 1. Skick: Nalle Puh fick två identiska literskrukor. Den ena innehåller honung, den andra innehåller olja. Hur vet man vilken honung som finns i utan att öppna dem?
Beslut. Densiteten hos honung är större än hos smör. Den första är 1430 kg/m3 och den andra är 920 kg/m3. Därför, med samma volym krukor, blir den med honung tyngre.
För att mer exakt svara på frågan om problemet måste du beräkna massan av honung och olja i krukor. Deras volym är känd - den är 1 liter. Men i beräkningarna behöver du ett värde i kubikmeter. Så det första du ska göra är att översätta. En m3 innehåller 1000 liter. När du beräknar resultatet måste du därför ta ett volymvärde lika med 0,001 m3.
Massformeln kan nu användas där densiteten multipliceras med volymen. Efter enkla beräkningar erhölls följande massvärden: 1,43 kg och 0,92 kg för honung respektive olja.
Svar: honungskrukan är tyngre.
Problem nr 2. Tillstånd: Clownen lyfter en vikt utan problem, där det står skrivet att dess massa är 500 kilo. Vad är den faktiska massan av en vikt om dess volym är 5 liter och materialet den är gjord av är kork?
Beslut. I tabellen måste du hitta värdet på korktätheten. Det är lika med 240 kg/m3. Nu måste du översätta värdet på volymen, du får 0,005 m3.
När du känner till dessa kvantiteter är det inte svårt att använda den redan kända formelnräkna massan av den falska vikten. Det visar sig vara lika med 1,2 kg. Nu förstår jag varför clownen inte alls är hård.
Svar. Den faktiska massan på kettlebell är 1,2 kg.
Problem nr 3. Tillstånd: Anden satt i en lampa, vars volym är okänd. Men dess densitet var vid det ögonblicket 40 000 kg/m3. När den släpptes från flaskan började den ha parametrarna för en vanlig människokropp: volym 0,08 m3, densitet 1000 kg/m3. Vilken volym har lampan?
Beslut. Först måste du ta reda på dess massa i norm alt tillstånd. Det blir lika med 80 kg. Nu kan vi gå vidare till att hitta volymen på lampan. Vi kommer att anta att Jean upptar allt utrymme inuti den. Sedan måste du dividera massan med densiteten, det vill säga 80 gånger 40 000. Värdet blir 0,002 m3. Vilket är lika med två liter.
Svar. Lampans volym är 2 liter.
Massberäkningsproblem
Fortsättningen av samtalet om vad massa är, borde vara lösningen på livsuppgifter. Här är två situationer som tydligt visar tillämpningen av kunskap i praktiken.
Problem nr 4. Tillstånd: 1979 inträffade en tankfartygsolycka, som ett resultat av att olja kom in i viken. Dess slick hade en diameter på 640 m och en tjocklek på cirka 208 cm. Vad är massan på den utspillda oljan?
Beslut. Oljans densitet är 800 kg/m3. För att använda den redan kända formeln måste du känna till fläckens volym. Det är lätt att räkna ut om vi tar plats för en cylinder. Då blir volymformeln:
V=πr2h.
Dessutom är r radien och h är cylinderns höjd. Då blir volymen lika med 668794,88 m3. Nu kan du beräkna massan. Det kommer att bli så här: 535034904 kg.
Svar: massan av olja är ungefär lika med 535036 ton.
Problem 5. Skick: Längden på den längsta telefonkabeln är 15151 km. Vad är massan av koppar som gick till dess tillverkning om trådarnas tvärsnitt är 7,3 cm2?
Beslut. Kopparens densitet är 8900 kg/m3. Volymen hittas av en formel som innehåller produkten av arean av basen och höjden (här, längden på kabeln) på cylindern. Men först måste du omvandla detta område till kvadratmeter. Det vill säga dividera detta tal med 10000. Efter beräkningar visar det sig att volymen på hela kabeln är ungefär lika med 11000 m3.
Nu måste du multiplicera densitets- och volymvärdena för att ta reda på vad massan är. Resultatet är numret 97900000 kg.
Svar: kopparmassan är 97900 ton.
Ännu en massutmaning
Problem 6. Skick: Det största ljuset som vägde 89867 kg var 2,59 m i diameter. Vad var dess höjd?
Beslut. Vaxdensitet - 700 kg/m3. Höjden måste hittas från volymformeln. Det vill säga, V måste delas med produkten av π och kvadraten på radien.
Och själva volymen beräknas utifrån massa och densitet. Det visar sig vara lika med 128,38 m3. Höjden var 24,38 m.
Svar: höjden på ljuset är 24,38 m.
