Sąvoka, kurią mes žinome nuo ankstyvos vaikystės, yra masė. Ir vis dėlto, fizikos kurse su jos studijavimu susiję tam tikri sunkumai. Todėl būtina aiškiai apibrėžti, kas yra masė. Kaip tu gali ją atpažinti? Ir kodėl jis nelygus svoriui?
Masės nustatymas
Natūrali mokslinė šios vertės reikšmė yra ta, kad ji lemia organizme esančios medžiagos kiekį. Jai žymėti įprasta naudoti lotynišką raidę m. Standartinės sistemos matavimo vienetas yra kilogramas. Užduotyse ir kasdieniame gyvenime taip pat dažnai naudojami nesisteminiai: gramai ir tonos.
Mokyklos fizikos kurse atsakymas į klausimą: "Kas yra masė?" duota tiriant inercijos reiškinį. Tada tai apibrėžiama kaip kūno gebėjimas atsispirti jo judėjimo greičio pokyčiams. Todėl masė dar vadinama inertiška.
Kas yra svoris?
Pirma, tai yra jėga, tai yra vektorius. Masė yra skaliarinis dydis. Svorio vektorius visada pritvirtintas prie atramos arba pakabos ir nukreiptas ta pačia kryptimi kaip ir gravitacija, t. y. vertikaliai žemyn.
Svorio apskaičiavimo formulė priklauso nuo to, arši parama (sustabdymas). Sistemos poilsio atveju naudojama ši išraiška:
Р=mg, kur Р (angliškuose š altiniuose vartojama raidė W) – kūno svoris, g – laisvojo kritimo pagreitis. Žemės atveju g paprastai laikomas lygiu 9,8 m/s2.
Iš jos galima išvesti masės formulę: m=P / g.
Judant žemyn, tai yra svorio kryptimi, jo reikšmė mažėja. Todėl formulė tampa:
Р=m (g - a). Čia "a" yra sistemos pagreitis.
Tai yra, kai šie du pagreičiai yra vienodi, stebima nesvarumo būsena, kai kūno svoris lygus nuliui.
Kai kūnas pradeda judėti aukštyn, jie kalba apie svorio padidėjimą. Esant tokiai situacijai, atsiranda perkrovos būklė. Kadangi kūno svoris didėja, o jo formulė atrodys taip:
P=m (g + a).
Kaip masė priklauso nuo tankio?
Labai paprasta. Kuo didesnis medžiagos, iš kurios susideda kūnas, tankis, tuo svarbesnė bus jos masė. Juk tankis apibrėžiamas kaip dviejų dydžių santykis. Pirmasis iš jų yra masė, tūris yra antrasis. Šiai vertei pažymėti buvo pasirinkta graikiška raidė ρ. Matavimo vienetas yra kilogramo ir kubinio metro santykis.
Remiantis tuo, kas išdėstyta pirmiau, masės formulė yra tokia:
m=ρV, kurioje raidė V reiškia kūno tūrį.
Pramoginės užduotys
Išsiaiškinę klausimą, kas yra masė, galite pradėti spręsti problemas. Tie iš jųkurios turi patrauklų turinį, leis mokiniams labiau domėtis.
Užduotis Nr. 1. Sąlyga: Mikei Pūkuotukui buvo įteikti du identiški litrų puodai. Viename yra medaus, kitame yra aliejus. Kaip sužinoti, koks medus yra jų neatidarant?
Sprendimas. Medaus tankis didesnis nei sviesto. Pirmasis yra 1430 kg/m3, o antrasis – 920 kg/m3. Todėl su tokio pat tūrio puodais su medumi bus sunkesnis.
Norėdami tiksliau atsakyti į problemos klausimą, turėsite apskaičiuoti medaus ir aliejaus masę vazonuose. Jų tūris žinomas – tai 1 litras. Tačiau atliekant skaičiavimus jums reikės vertės kubiniais metrais. Taigi pirmas dalykas, kurį reikia padaryti, yra išversti. Viename m3 yra 1000 litrų. Todėl apskaičiuodami rezultatą turėsite paimti tūrio reikšmę, lygią 0,001 m3.
Dabar galima naudoti masės formulę, kurioje tankis padauginamas iš tūrio. Atlikus paprastus skaičiavimus, gaunamos šios masės vertės: atitinkamai 1,43 kg ir 0,92 kg medaus ir aliejaus.
Atsakymas: medaus puodas sunkesnis.
Problema Nr.2. Būklė: Klounas be problemų pakelia svorį, ant kurio parašyta, kad jo masė 500 kilogramų. Kokia yra tikroji svarelio masė, jei jo tūris yra 5 litrai, o medžiaga, iš kurios jis pagamintas, yra kamštiena?
Sprendimas. Lentelėje turite rasti kamštienos tankio reikšmę. Jis lygus 240 kg/m3. Dabar reikia išversti tūrio reikšmę, gausite 0,005 m3.
Žinant šiuos kiekius, nesunku panaudoti jau žinomą formulęsuskaičiuokite netikro svorio masę. Pasirodo, lygus 1,2 kg. Dabar suprantu, kodėl klounas visai nesunkus.
Atsakymas. Tikroji virdulio masė yra 1,2 kg.
Problema Nr. 3. Būklė: džinas sėdėjo lempoje, kurios garsumas nežinomas. Tačiau jo tankis tuo metu buvo 40 000 kg/m3. Kai jis buvo išleistas iš buteliuko, jis pradėjo turėti paprasto žmogaus kūno parametrus: tūris 0,08 m3, tankis 1000 kg/m3. Koks lempos tūris?
Sprendimas. Pirmiausia turite sužinoti jo masę įprastoje būsenoje. Jis bus lygus 80 kg. Dabar galime pereiti prie lempos tūrio nustatymo. Darysime prielaidą, kad Jeanas užima visą erdvę. Tada jums reikia padalyti masę iš tankio, tai yra, 80 iš 40 000. Vertė bus 0,002 m3. Kuris yra lygus dviem litrams.
Atsakymas. Lempos tūris yra 2 litrai.
Masių skaičiavimo problemos
Pokalbio apie tai, kas yra masė, tęsinys turėtų būti su gyvenimu susijusių užduočių sprendimas. Štai dvi situacijos, kurios aiškiai parodys žinių pritaikymą praktikoje.
Problema Nr. 4. Būklė: 1979 m. įvyko tanklaivio avarija, dėl kurios į įlanką pateko nafta. Jo dėmės skersmuo buvo 640 m, o storis apie 208 cm. Kokia išsiliejusios alyvos masė?
Sprendimas. Alyvos tankis yra 800 kg/m3. Norint naudoti jau žinomą formulę, reikia žinoti dėmės tūrį. Nesunku apskaičiuoti, jei pasirinksime cilindrą. Tada tūrio formulė bus tokia:
V=πr2h.
Be to, r yra spindulys, o h yra cilindro aukštis. Tada tūris bus lygus 668794,88 m3. Dabar galite apskaičiuoti masę. Išeis taip: 535034904 kg.
Atsakymas: alyvos masė apytiksliai lygi 535036 tonoms.
Problema 5. Būklė: ilgiausio telefono kabelio ilgis yra 15151 km. Kokia vario masė buvo pagaminta, jei laidų skerspjūvis yra 7,3 cm2?
Sprendimas. Vario tankis yra 8900 kg/m3. Tūris nustatomas pagal formulę, kurioje yra cilindro pagrindo ploto ir aukščio (čia kabelio ilgio) sandauga. Bet pirmiausia reikia konvertuoti šį plotą į kvadratinius metrus. Tai yra, padalinkite šį skaičių iš 10000. Atlikus skaičiavimus paaiškėja, kad viso kabelio tūris yra maždaug lygus 11000 m3.
Dabar reikia padauginti tankio ir tūrio reikšmes, kad sužinotumėte, kokia yra masė. Rezultatas yra 97900000 kg.
Atsakymas: vario masė yra 97900 tonų.
Kitas masinis iššūkis
6 problema. Būklė: didžiausia žvakė, sverianti 89867 kg, buvo 2,59 m skersmens. Koks buvo jos aukštis?
Sprendimas. Vaško tankis - 700 kg/m3. Aukštį reikės rasti pagal tūrio formulę. Tai reiškia, kad V turi būti padalintas iš π sandaugos ir spindulio kvadrato.
Ir pats tūris skaičiuojamas pagal masę ir tankį. Pasirodo, jis lygus 128,38 m3. Aukštis buvo 24,38 m.
Atsakymas: žvakės aukštis 24,38 m.
