Un concepte que coneixem des de la primera infància és la massa. I tanmateix, en el curs de la física, algunes dificultats s'associen al seu estudi. Per tant, cal definir clarament què és la massa. Com la pots reconèixer? I per què no és igual al pes?
Determinació de la massa
El significat científic natural d'aquest valor és que determina la quantitat de matèria que conté el cos. Per a la seva designació s'acostuma a utilitzar la lletra llatina m. La unitat de mesura en el sistema estàndard és el quilogram. A les tasques i a la vida quotidiana, també s'utilitzen sovint les fora del sistema: grams i tones.
En un curs de física escolar, la resposta a la pregunta: "Què és la massa?" donat en l'estudi del fenomen de la inèrcia. Aleshores es defineix com la capacitat d'un cos per resistir un canvi en la velocitat del seu moviment. Per tant, la massa també s'anomena inert.
Què és el pes?
En primer lloc, és una força, és a dir, un vector. La massa és una magnitud escalar. El vector pes sempre està unit al suport o suspensió i es dirigeix en la mateixa direcció que la gravetat, és a dir, verticalment cap avall.
La fórmula per calcular el pes depèn de siaquest suport (suspensió). En el cas del repòs del sistema, s'utilitza l'expressió següent:
Р=mg, on Р (la lletra W s'utilitza a les fonts angleses) és el pes del cos, g és l'acceleració de caiguda lliure. Per a la Terra, g es pren normalment igual a 9,8 m/s2.
La fórmula de la massa se'n pot derivar: m=P / g.
En moure's cap avall, és a dir, en la direcció del pes, el seu valor disminueix. Per tant, la fórmula es converteix en:
Р=m (g - a). Aquí "a" és l'acceleració del sistema.
É a dir, quan aquestes dues acceleracions són iguals, s'observa un estat d'ingravidesa quan el pes corporal és zero.
Quan el cos comença a moure's cap amunt, parlen d'augment de pes. En aquesta situació, es produeix una condició de sobrecàrrega. Com que el pes corporal augmenta i la seva fórmula es veurà així:
P=m (g + a).
Com es relaciona la massa amb la densitat?
Molt senzill. Com més gran sigui la densitat de la substància de la qual està compost el cos, més important serà la seva massa. Després de tot, la densitat es defineix com la relació de dues quantitats. El primer d'ells és la massa, el volum és el segon. Per designar aquest valor, es va triar la lletra grega ρ. La unitat de mesura és la relació entre quilograms i metre cúbic.
A partir de l'anterior, la fórmula de massa pren la forma següent:
m=ρV, on la lletra V indica el volum del cos.
Tasques d'entreteniment
Després d'aclarir la qüestió de què és la massa, podeu començar a resoldre problemes. Els d'ellsque tinguin contingut atractiu mantindran els estudiants més interessats.
Tasca número 1. Condició: Winnie the Pooh va rebre dos pots de litre idèntics. Un conté mel i l' altre oli. Com saber quina mel hi ha sense obrir-les?
Decisió. La densitat de la mel és més gran que la de la mantega. El primer és de 1430 kg/m3 i el segon és de 920 kg/m3. Per tant, amb el mateix volum d'olles, la de mel serà més pesada.
Per respondre amb més precisió a la pregunta del problema, haureu de calcular la massa de mel i oli a les olles. El seu volum es coneix: és d'1 litre. Però en els càlculs necessitareu un valor en metres cúbics. Així que el primer que cal fer és traduir. Un m3 conté 1.000 litres. Per tant, quan calculeu el resultat, haureu de prendre un valor de volum igual a 0,001 m3.
Ara es pot utilitzar la fórmula de la massa en la qual la densitat es multiplica pel volum. Després de càlculs senzills, s'obtenen els següents valors de massa: 1,43 kg i 0,92 kg, per a la mel i l'oli, respectivament.
Resposta: el pot de mel és més pesat.
Problema núm. 2. Condició: El pallasso aixeca sense problemes un pes, en el qual hi ha escrit que la seva massa és de 500 quilos. Quina és la massa real d'un pes si el seu volum és de 5 litres i el material amb què està fet és suro?
Decisió. A la taula, heu de trobar el valor de la densitat del suro. És igual a 240 kg/m3. Ara heu de traduir el valor del volum, obteniu 0,005 m3.
Coneixent aquestes quantitats, no és difícil utilitzar la fórmula ja conegudacomptar la massa del pes fals. Resulta que és igual a 1,2 kg. Ara entenc per què el pallasso no és gens dur.
Resposta. La massa real del kettlebell és d'1,2 kg.
Problema núm. 3. Estat: el geni estava assegut en un llum del qual es desconeix el volum. Però la seva densitat en aquell moment era de 40.000 kg/m3. Quan es va alliberar de l'ampolla, va començar a tenir els paràmetres d'un cos humà normal: volum 0,08 m3, densitat 1000 kg/m3. Quin és el volum del llum?
Decisió. Primer cal esbrinar la seva massa en estat normal. Serà igual a 80 kg. Ara podem passar a trobar el volum de la làmpada. Suposarem que Jean ocupa tot l'espai que hi ha dins. Aleshores, heu de dividir la massa per la densitat, és a dir, 80 per 40.000. El valor serà 0,002 m3. Que és igual a dos litres.
Resposta. El volum del llum és de 2 litres.
Problemes de càlcul massiu
La continuació de la conversa sobre què és la massa, hauria de ser la solució de tasques relacionades amb la vida. Aquí hi ha dues situacions que demostraran clarament l'aplicació dels coneixements a la pràctica.
Problema núm. 4. Estat: L'any 1979 es va produir un accident d'un camió cisterna, com a conseqüència del qual el petroli va entrar a la badia. La seva taca tenia un diàmetre de 640 m i un gruix d'uns 208 cm. Quina és la massa del petroli vessat?
Decisió. La densitat de l'oli és de 800 kg/m3. Per utilitzar la fórmula ja coneguda, cal conèixer el volum de la taca. És fàcil de calcular si agafem el lloc per un cilindre. Aleshores, la fórmula del volum serà:
V=πr2h.
A més, r és el radi i h l'alçada del cilindre. Aleshores, el volum serà igual a 668794,88 m3. Ara podeu calcular la massa. Sortirà així: 535034904 kg.
Resposta: la massa de petroli és aproximadament igual a 535036 tones.
Problema núm. 5. Estat: la longitud del cable telefònic més llarg és de 15.151 km. Quina és la massa de coure que es va fabricar si la secció transversal dels cables és de 7,3 cm2?
Decisió. La densitat del coure és de 8900 kg/m3. El volum es troba mitjançant una fórmula que conté el producte de l'àrea de la base i l'alçada (aquí, la longitud del cable) del cilindre. Però primer cal convertir aquesta àrea en metres quadrats. És a dir, divideix aquest nombre per 10.000. Després dels càlculs, resulta que el volum de tot el cable és aproximadament igual a 11.000 m3.
Ara cal multiplicar els valors de densitat i volum per esbrinar quina és la massa. El resultat és el número 97900000 kg.
Resposta: la massa de coure és de 97900 tones.
Un altre repte massiu
Problema núm. 6. Estat: l'espelma més gran amb un pes de 89.867 kg tenia 2,59 m de diàmetre. Quina era la seva alçada?
Decisió. Densitat de cera: 700 kg/m3. L'alçada s'ha de trobar a partir de la fórmula del volum. És a dir, V s'ha de dividir pel producte de π i el quadrat del radi.
I el volum en si es calcula per massa i densitat. Resulta que és igual a 128,38 m3. L'alçada era de 24,38 m.
Resposta: l'alçada de l'espelma és de 24,38 m.
