Un concetto che ci è familiare fin dalla prima infanzia è la massa. Eppure, nel corso della fisica, alcune difficoltà sono associate al suo studio. Pertanto, è necessario definire chiaramente cos'è la massa. Come puoi riconoscerla? E perché non è uguale al peso?
Determinazione della massa
Il significato scientifico naturale di questo valore è che determina la quantità di materia contenuta nel corpo. Per la sua designazione, è consuetudine utilizzare la lettera latina m. L'unità di misura nel sistema standard è il chilogrammo. Nelle attività e nella vita di tutti i giorni vengono spesso utilizzati anche quelli fuori sistema: grammi e tonnellate.
In un corso di fisica scolastica, la risposta alla domanda: "Cos'è la massa?" dato nello studio del fenomeno dell'inerzia. Quindi è definita come la capacità di un corpo di resistere a un cambiamento nella velocità del suo movimento. Pertanto, la massa è anche chiamata inerte.
Che cos'è il peso?
In primo luogo, è una forza, cioè un vettore. La massa è una quantità scalare. Il vettore del peso è sempre attaccato al supporto o alla sospensione ed è diretto nella stessa direzione della gravità, cioè verticalmente verso il basso.
La formula per il calcolo del peso dipende dal fatto che ilquesto supporto (sospensione). In caso di riposo di sistema, viene utilizzata la seguente espressione:
Р=mg, dove Р (la lettera W è usata nelle fonti inglesi) è il peso del corpo, g è l'accelerazione di caduta libera. Per la terra, g è generalmente considerato uguale a 9,8 m/s2.
Da esso si può ricavare la formula della massa: m=P / g.
Quando ci si sposta verso il basso, cioè nella direzione del peso, il suo valore diminuisce. Pertanto, la formula diventa:
Р=m (sol - la). Qui "a" è l'accelerazione del sistema.
Cioè, quando queste due accelerazioni sono uguali, si osserva uno stato di assenza di gravità quando il peso corporeo è zero.
Quando il corpo inizia a muoversi verso l' alto, parlano di aumento di peso. In questa situazione si verifica una condizione di sovraccarico. Perché il peso corporeo aumenta e la sua formula sarà simile a questa:
P=m (sol + la).
Come è correlata la massa alla densità?
Molto semplice. Maggiore è la densità della sostanza di cui è composto il corpo, più importante sarà la sua massa. Dopotutto, la densità è definita come il rapporto di due quantità. Il primo di questi è la massa, il volume è il secondo. Per designare questo valore è stata scelta la lettera greca ρ. L'unità di misura è il rapporto tra chilogrammo e metro cubo.
In base a quanto sopra, la formula della massa assume la forma seguente:
m=ρV, in cui la lettera V indica il volume del corpo.
Attività divertenti
Dopo aver chiarito la domanda su cosa sia la massa, puoi iniziare a risolvere i problemi. Quelli di loroche hanno contenuti accattivanti manterranno gli studenti più interessati.
Compito numero 1. Condizione: Winnie the Pooh è stato presentato con due pentole da un litro identiche. Uno contiene miele, l' altro contiene olio. Come sapere in quale miele si trova senza aprirli?
Decisione. La densità del miele è maggiore di quella del burro. Il primo è 1430 kg/m3 e il secondo è 920 kg/m3. Pertanto, a parità di volume di vasi, quello con il miele sarà più pesante.
Per rispondere in modo più accurato alla domanda del problema, dovrai calcolare la massa di miele e olio nei vasi. Il loro volume è noto: è 1 litro. Ma nei calcoli avrai bisogno di un valore in metri cubi. Quindi la prima cosa da fare è tradurre. Un m3 contiene 1000 litri. Pertanto, nel calcolare il risultato, dovrai prendere un valore di volume pari a 0,001 m3.
È ora possibile utilizzare la formula della massa in cui la densità viene moltiplicata per il volume. Dopo semplici calcoli, si ottengono i seguenti valori di massa: 1,43 kg e 0,92 kg, rispettivamente per miele e olio.
Risposta: il vaso del miele è più pesante.
Problema n. 2. Condizione: Il clown solleva senza problemi un peso, sul quale è scritto che la sua massa è di 500 chilogrammi. Qual è la massa effettiva di un peso se il suo volume è di 5 litri e il materiale di cui è fatto è sughero?
Decisione. Nella tabella, devi trovare il valore della densità del sughero. È pari a 240 kg/m3. Ora devi tradurre il valore del volume, ottieni 0,005 m3.
Conoscendo queste quantità, non è difficile utilizzare la formula già nota percontare la massa del peso falso. Risulta pari a 1,2 kg. Ora capisco perché il clown non è affatto difficile.
Risposta. La massa effettiva del kettlebell è 1,2 kg.
Problema n. 3. Condizione: Il genio era seduto in una lampada il cui volume è sconosciuto. Ma la sua densità in quel momento era di 40.000 kg/m3. Quando è stato rilasciato dalla bottiglia, ha iniziato ad avere i parametri di un normale corpo umano: volume 0,08 m3, densità 1000 kg/m3. Qual è il volume della lampada?
Decisione. Per prima cosa devi scoprire la sua massa nello stato normale. Sarà pari a 80 kg. Ora possiamo passare alla ricerca del volume della lampada. Assumiamo che Jean occupi tutto lo spazio al suo interno. Quindi devi dividere la massa per la densità, ovvero 80 per 40.000. Il valore sarà 0,002 m3. Che equivale a due litri.
Risposta. Il volume della lampada è di 2 litri.
Problemi di calcolo di massa
La continuazione della conversazione su cosa sia la massa dovrebbe essere la soluzione dei compiti legati alla vita. Ecco due situazioni che dimostreranno chiaramente l'applicazione della conoscenza nella pratica.
Problema n. 4. Condizione: nel 1979 si verificò un incidente con una petroliera, a seguito del quale il petrolio entrò nella baia. La sua chiazza di petrolio aveva un diametro di 640 me uno spessore di circa 208 cm Qual è la massa dell'olio fuoriuscito?
Decisione. La densità dell'olio è 800 kg/m3. Per utilizzare la formula già nota, è necessario conoscere il volume dello spot. È facile da calcolare se prendiamo il posto per un cilindro. Quindi la formula del volume sarà:
V=πr2h.
Inoltre, r è il raggio e h è l' altezza del cilindro. Quindi il volume sarà pari a 668794,88 m3. Ora puoi calcolare la massa. Risulterà così: 535034904 kg.
Risposta: la massa di petrolio è approssimativamente pari a 535036 tonnellate.
Problema 5. Condizione: La lunghezza del cavo telefonico più lungo è 15151 km. Qual è la massa di rame utilizzata per la sua fabbricazione se la sezione trasversale dei fili è 7,3 cm2?
Decisione. La densità del rame è 8900 kg/m3. Il volume si trova mediante una formula che contiene il prodotto dell'area della base e l' altezza (qui, la lunghezza del cavo) del cilindro. Ma prima devi convertire quest'area in metri quadrati. Cioè, dividi questo numero per 10000. Dopo i calcoli, risulta che il volume dell'intero cavo è approssimativamente uguale a 11000 m3.
Ora devi moltiplicare i valori di densità e volume per scoprire qual è la massa. Il risultato è il numero 97900000 kg.
Risposta: la massa del rame è di 97900 tonnellate.
Un' altra sfida di massa
Problema n. 6. Condizione: la candela più grande del peso di 89867 kg aveva un diametro di 2,59 m. Qual era la sua altezza?
Decisione. Densità della cera - 700 kg/m3. L' altezza dovrà essere trovata dalla formula del volume. Cioè, V deve essere diviso per il prodotto di π e il quadrato del raggio.
E il volume stesso è calcolato in base a massa e densità. Risulta essere pari a 128,38 m3. L' altezza era di 24,38 m.
Risposta: l' altezza della candela è 24,38 m.
