Et konsept som vi er kjent med fra tidlig barndom er messen. Og likevel, i løpet av fysikk, er noen vanskeligheter forbundet med studiet. Derfor er det nødvendig å klart definere hva masse er. Hvordan kan du kjenne henne igjen? Og hvorfor er det ikke lik vekt?
Besettelse av masse
Den naturvitenskapelige betydningen av denne verdien er at den bestemmer mengden materie som finnes i kroppen. For betegnelsen er det vanlig å bruke den latinske bokstaven m. Måleenheten i standardsystemet er kilogram. I oppgaver og hverdagsliv brukes også ofte de som er utenfor systemet: gram og tonn.
I et skolefysikkkurs er svaret på spørsmålet: "Hva er masse?" gitt i studiet av fenomenet treghet. Deretter er det definert som en kropps evne til å motstå en endring i bevegelseshastigheten. Derfor kalles massen også inert.
Hva er vekt?
For det første er det en kraft, det vil si en vektor. Masse er en skalær mengde. Vektvektoren er alltid festet til støtten eller opphenget og er rettet i samme retning som tyngdekraften, dvs. vertik alt ned.
Formelen for å beregne vekten avhenger av omdenne støtten (suspensjon). Ved systemhvile brukes følgende uttrykk:
Р=mg, der Р (bokstaven W brukes i engelske kilder) er kroppens vekt, g er akselerasjonen for fritt fall. For jorden er g vanligvis lik 9,8 m/s2.
Masseformelen kan avledes fra den: m=P / g.
Når du beveger deg ned, det vil si i retning av vekten, synker verdien. Derfor blir formelen:
Р=m (g - a). Her er "a" akselerasjonen til systemet.
Det vil si at når disse to akselerasjonene er like, observeres en tilstand av vektløshet når kroppsvekten er null.
Når kroppen begynner å bevege seg oppover, snakker de om vektøkning. I denne situasjonen oppstår en overbelastningstilstand. Fordi kroppsvekten øker, og formelen vil se slik ut:
P=m (g + a).
Hvordan er masse relatert til tetthet?
Veldig enkelt. Jo større tetthet av stoffet som kroppen er sammensatt av, jo viktigere vil massen være. Tross alt er tetthet definert som forholdet mellom to mengder. Den første av disse er masse, volum er den andre. For å angi denne verdien ble den greske bokstaven ρ valgt. Måleenheten er forholdet mellom kilogram og kubikkmeter.
Basert på ovenstående har masseformelen følgende form:
m=ρV, der bokstaven V angir kroppens volum.
Underholdende oppgaver
Etter å ha avklart spørsmålet om hva masse er, kan du begynne å løse problemer. De av demsom har engasjerende innhold, vil holde elevene mer interessert.
Oppgave nummer 1. Tilstand: Ole Brumm ble overrakt to identiske literskenner. Den ene inneholder honning, den andre inneholder olje. Hvordan vite hvilken honning som er i uten å åpne dem?
Beslutning. Tettheten av honning er større enn for smør. Den første er 1430 kg/m3 og den andre er 920 kg/m3. Derfor, med samme volum potter, vil den med honning være tyngre.
For å svare mer nøyaktig på spørsmålet om problemet, må du beregne massen av honning og olje i potter. Volumet deres er kjent - det er 1 liter. Men i beregningene trenger du en verdi i kubikkmeter. Så det første du må gjøre er å oversette. En m3 inneholder 1000 liter. Når du beregner resultatet, må du derfor ta en volumverdi lik 0,001 m3.
Masseformelen kan nå brukes der tetthet multipliseres med volum. Etter enkle beregninger ble følgende masseverdier oppnådd: 1,43 kg og 0,92 kg for henholdsvis honning og olje.
Svar: honningkrukken er tyngre.
Problem nr. 2. Tilstand: Klovnen løfter en vekt uten problemer, hvor det står skrevet at dens masse er 500 kilo. Hva er den faktiske massen til en vekt hvis volumet er 5 liter og materialet den er laget av er kork?
Beslutning. I tabellen må du finne verdien av korktettheten. Det er lik 240 kg/m3. Nå må du oversette verdien av volumet, du får 0,005 m3.
Å vite disse mengdene, er det ikke vanskelig å bruke den allerede kjente formelen tiltell massen til den falske vekten. Det viser seg lik 1,2 kg. Nå forstår jeg hvorfor klovnen ikke er hard i det hele tatt.
Svar. Den faktiske massen til kettlebellen er 1,2 kg.
Problem nr. 3. Tilstand: Anden satt i en lampe, volumet er ukjent. Men dens tetthet på det tidspunktet var 40 000 kg/m3. Da den ble sluppet ut av flasken, begynte den å ha parametrene til en vanlig menneskekropp: volum 0,08 m3, tetthet 1000 kg/m3. Hva er volumet på lampen?
Beslutning. Først må du finne ut massen i normal tilstand. Det vil være lik 80 kg. Nå kan vi gå videre til å finne volumet på lampen. Vi vil anta at Jean opptar all plass inni den. Deretter må du dele massen på tettheten, det vil si 80 ganger 40 000. Verdien vil være 0,002 m3. Som er lik to liter.
Svar. Lampens volum er 2 liter.
Problemer med masseberegning
Fortsettelsen av samtalen om hva masse er, bør være løsningen på oppgaver knyttet til livet. Her er to situasjoner som tydelig vil demonstrere bruken av kunnskap i praksis.
Problem nr. 4. Tilstand: I 1979 skjedde en tankbåtulykke, som gjorde at olje kom inn i bukta. Den glatte overflaten hadde en diameter på 640 m og en tykkelse på omtrent 208 cm. Hva er massen til oljesølt?
Beslutning. Tettheten av olje er 800 kg/m3. For å bruke den allerede kjente formelen, må du kjenne volumet på stedet. Det er lett å beregne om vi tar plassen for en sylinder. Da blir volumformelen:
V=πr2h.
Dessuten er r radiusen, og h er høyden på sylinderen. Da vil volumet være lik 668794,88 m3. Nå kan du beregne massen. Det blir slik: 535034904 kg.
Svar: massen av olje er omtrent lik 535036 tonn.
Problem 5. Tilstand: Lengden på den lengste telefonkabelen er 15151 km. Hva er massen av kobber som ble produsert hvis tverrsnittet til ledningene er 7,3 cm2?
Beslutning. Tettheten av kobber er 8900 kg/m3. Volumet er funnet av en formel som inneholder produktet av arealet av basen og høyden (her lengden på kabelen) på sylinderen. Men først må du konvertere dette området til kvadratmeter. Det vil si, del dette tallet på 10000. Etter beregninger viser det seg at volumet av hele kabelen er omtrent lik 11000 m3.
Nå må du multiplisere tetthets- og volumverdiene for å finne ut hva massen er. Resultatet er tallet 97900000 kg.
Svar: massen av kobber er 97900 tonn.
Nok en masseutfordring
Problem 6. Tilstand: Det største lyset som veide 89867 kg var 2,59 m i diameter. Hva var høyden?
Beslutning. Vokstetthet - 700 kg/m3. Høyden må finnes fra volumformelen. Det vil si at V må deles på produktet av π og kvadratet av radien.
Og selve volumet beregnes etter masse og tetthet. Det viser seg å være lik 128,38 m3. Høyden var 24,38 m.
Svar: høyden på lyset er 24,38 m.
