Što je masa, kako se izračunava i kako se razlikuje od težine?

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 05:28

Koncept koji nam je poznat od ranog djetinjstva je masa. Pa ipak, tijekom fizike, neke su poteškoće povezane s njenim proučavanjem. Stoga je potrebno jasno definirati što je masa. Kako je možete prepoznati? A zašto nije jednako težini?

Određivanje mase

Prirodno znanstveno značenje ove vrijednosti je da ona određuje količinu materije koja se nalazi u tijelu. Za njegovo označavanje uobičajeno je koristiti latinično slovo m. Mjerna jedinica u standardnom sustavu je kilogram. U zadacima i svakodnevnom životu često se koriste i oni izvan sustava: grami i tone.

Na školskom tečaju fizike odgovor na pitanje: "Što je masa?" dano u proučavanju fenomena inercije. Tada se definira kao sposobnost tijela da se odupre promjeni brzine svog kretanja. Stoga se masa naziva i inertnom.

Što je težina?

Prvo, to je sila, odnosno vektor. Masa je skalarna veličina. Vektor težine uvijek je pričvršćen za oslonac ili ovjes i usmjeren je u istom smjeru kao i gravitacija, tj. okomito prema dolje.

Formula za izračun težine ovisi o tome je liovaj oslonac (ovjes). U slučaju mirovanja sustava, koristi se sljedeći izraz:

R=mg, gdje je R (slovo W se koristi u engleskim izvorima) težina tijela, g je ubrzanje slobodnog pada. Za Zemlju, g se obično uzima jednakim 9,8 m/s2.

Iz nje se može izvesti formula mase: m=P / g.

Kada se kreće prema dolje, odnosno u smjeru težine, njegova vrijednost se smanjuje. Stoga formula postaje:

R=m (g - a). Ovdje je "a" ubrzanje sustava.

To jest, kada su ova dva ubrzanja jednaka, promatra se stanje bestežinskog stanja kada je tjelesna težina nula.

Kada se tijelo počne kretati prema gore, govore o debljanju. U ovoj situaciji dolazi do stanja preopterećenja. Budući da se tjelesna težina povećava, a njegova formula će izgledati ovako:

P=m (g + a).

Kako je masa povezana s gustoćom?

Vrlo jednostavno. Što je veća gustoća tvari od koje je tijelo sastavljeno, bit će važnija njegova masa. Uostalom, gustoća je definirana kao omjer dviju veličina. Prvi od njih je masa, volumen je drugi. Za označavanje ove vrijednosti odabrano je grčko slovo ρ. Mjerna jedinica je omjer kilograma prema kubnom metru.

Na temelju gore navedenog, formula mase ima sljedeći oblik:

m=ρV, u kojem slovo V označava volumen tijela.

Zabavni zadaci

Nakon što razjasnite pitanje što je masa, možete početi rješavati probleme. Oni od njihkoji imaju zanimljiv sadržaj zadržat će zainteresiranost učenika.

Zadatak broj 1. Uvjet: Winnie the Pooh je dobio dvije identične litrene posude. Jedan sadrži med, drugi ulje. Kako znati koji je med bez otvaranja?

Odluka. Gustoća meda je veća od gustoće maslaca. Prvi je 1430 kg/m³, a drugi 920 kg/m^{3. Stoga će s istim volumenom lonaca onaj s medom biti teži.}

Da biste preciznije odgovorili na pitanje problema, morat ćete izračunati masu meda i ulja u loncima. Njihov volumen je poznat - to je 1 litra. Ali u izračunima će vam trebati vrijednost u kubičnim metrima. Dakle, prvo što trebate učiniti je prevesti. Jedan m³ sadrži 1000 litara. Stoga, prilikom izračunavanja rezultata, morat ćete uzeti vrijednost volumena jednaku 0,001 m^3.

Sada se može koristiti formula mase u kojoj se gustoća množi s volumenom. Nakon jednostavnih izračuna, dobivene su sljedeće masene vrijednosti: 1,43 kg i 0,92 kg, za med i ulje.

Odgovor: lonac s medom je teži.

Problem br. 2. Uvjet: Klaun bez problema diže uteg na kojem piše da mu je masa 500 kilograma. Kolika je stvarna masa utega ako je njegov volumen 5 litara, a materijal od kojeg je izrađena pluta?

Odluka. U tablici morate pronaći vrijednost gustoće pluta. To je jednako 240 kg/m³. Sada trebate prevesti vrijednost volumena, dobivate 0,005 m^3.

Poznavajući ove količine, nije teško koristiti već poznatu formulu zaizbroji masu lažnog utega. Ispada da je jednako 1,2 kg. Sada razumijem zašto klaun uopće nije težak.

Odgovor. Stvarna masa kettlebell-a je 1,2 kg.

Problem br. 3. Stanje: duh je sjedio u svjetiljci, čiji je volumen nepoznat. Ali njegova je gustoća u tom trenutku bila 40 000 kg/m³. Kada je pušten iz boce, počeo je imati parametre običnog ljudskog tijela: volumen 0,08 m³, gustoća 1000 kg/m^{3. Koliki je volumen lampe?}

Odluka. Prvo morate saznati njegovu masu u normalnom stanju. To će biti jednako 80 kg. Sada možemo prijeći na traženje volumena svjetiljke. Pretpostavit ćemo da Jean zauzima sav prostor unutar njega. Zatim morate masu podijeliti s gustoćom, odnosno 80 sa 40 000. Vrijednost će biti 0,002 m3. Što je jednako dvije litre.

Odgovor. Volumen lampe je 2 litre.

Problemi s izračunavanjem mase

Nastavak razgovora o tome što je masa, trebao bi biti rješenje životnih zadataka. Evo dvije situacije koje će jasno pokazati primjenu znanja u praksi.

Problem br. 4. Stanje: 1979. godine dogodila se nesreća tankera, uslijed koje je nafta dospjela u zaljev. Njegova je mrlja imala promjer od 640 m i debljinu od oko 208 cm. Kolika je masa prolivene nafte?

Odluka. Gustoća ulja je 800 kg/m3. Da biste koristili već poznatu formulu, morate znati volumen mrlje. Lako je izračunati uzmemo li mjesto za cilindar. Tada će formula volumena biti:

V=πr2h.

Štoviše, r je polumjer, a h visina cilindra. Tada će volumen biti jednak 668794,88 m3. Sada možete izračunati masu. Ispast će ovako: 535034904 kg.

Odgovor: masa ulja je približno jednaka 535036 tona.

Problem5. Uvjet: Duljina najdužeg telefonskog kabela je 15151 km. Kolika je masa bakra koja je ušla u njegovu proizvodnju ako je presjek žica 7,3 cm2?

Odluka. Gustoća bakra je 8900 kg/m³. Volumen se nalazi po formuli koja sadrži umnožak površine baze i visine (ovdje duljine kabela) cilindra. Ali prvo morate ovu površinu pretvoriti u četvorne metre. Odnosno, podijelite ovaj broj s 10000. Nakon izračuna, ispada da je volumen cijelog kabela približno jednak 11000 m^3.

Sada trebate pomnožiti vrijednosti gustoće i volumena da biste saznali kolika je masa. Rezultat je broj 97900000 kg.

Odgovor: masa bakra je 97900 tona.