Формула объема и массы – Найти массу, плотность или объем онлайн

alexxlab | 10.10.2016 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

Как найти объем через массу?

В окружающей нас природе масса взаимосвязана с объемом (мы имеем ввиду точные науки). Совершенно любое тело имеет и массу и объем. Масса представляет тяжесть тела, то есть его величину, а объем тела – это его реальные размеры. И благодаря этим двум параметрам мы можем вычислить или массу или объем. Так как найти объем через массу? Читайте об этом ниже.

Первая формула

Стоит отметить, что приведенные ниже правила пригодны как для физики, так и для химии.

Самая элементарная возможность нахождения нужного объема – это использовать плотность. То есть мы делим нашу массу на имеющийся объем. Вот формула: ρ = m/V. Из нее вытекает, что нужный объем составляет: V = m/ρ.

Запомните, что масса различных веществ в формуле может быть равной, даже если вещества не одинаковы, но объем всегда буде разным, также как и их плотности.

Вторая формула

Наука химия, имеет пример (модель) идеального газа: на одну моль с объемом (этот молярный объем всегда постоянен). Формула выглядит так: V = 22,4 моль на литр. Представленный газ всегда имеет этот объем при давлении и температуре (они постоянны). Если рассматривать этот вопрос со стороны науки физики, то он (объем) может меняться. Вот подходящие формулы: V м – молярный объем равен Vв – объем порции газа деленное на n в – количество вещества. (Vм = Vв/nв). А само количества вещества вычисляется благодаря формуле деления массы нужного вещества на молярную массу (nв = mв/Mв). Из этого следует что: Vв = Vм*mв/Mв.

Третья формула

Когда же в приведенной вам задаче предоставлена концепция самого вещества, то требуемый объем, вы можете легко выразить согласно формуле: c = n/V = m/M/V. В этой формуле М – это масса вещества (молярная).

Мы надеемся, что помогли вам, дорогие читатели, понять, как найти объем, зная массу предоставленного вещества. Желаем вам успехов в химии и физике.

elhow.ru

Формула массы через объем и плотность

Формула для вычисления массы через объем и плотность

Это количество можно определять по-разному. Если речь идет о числе частиц, то говорят о плотности частиц. Эту величину обозначают буквой n. В СИ она измеряется в м-3. Если имеется ввиду масса вещества, то вводят плотность массы. Её обозначают через . В Си измеряется в кг/м3. Между и n существует связь. Так, если тело состоит из частиц одного сорта, то

= m×n,

где m – масса одной частицы.

Плотность массы можно вычислить по формуле:

= m / V.

Данное выражение можно преобразовать так, чтобы получилась формула массы через объем и плотность:

m = ×V.

Таблица 1. Плотности некоторых веществ.











Вещество

Плотность, кг/м3

Вещество

Плотность, кг/м3

Вещества атомного ядра

1017

Вода

1,00×103

Сжатые газы в центре самых плотных звезд

108

Жидкий водород

0,07×103

Золото

1,93×104

Воздух у поверхности Земли

1,2

Ртуть

1,36×104

Воздух на высоте 20 км

9×10-2

Сжатое железо в ядре Земли

1,2×104

Наивысший искусственный вакуум

10-13

Сталь

(7,6 – 7,8)×103

Газы межзвездного пространства

10-20

Алмаз

3,53×103

Газы межгалактического пространства

10-26

Алюминий

2,7 ×103

Человеческое тело

1,07 ×103

Независимо от степени сжатия плотности жидких и твердых тел лежат в весьма узком интервале значений (табл. 1). Плотности же газов варьируются в весьма широких пределах. Причина заключается в том, что как в твердых телах, так и в жидкостях частицы вплотную примыкают друг к другу. В этих средах расстояние между соседними частицами составляет величину порядка 1 А и сравнимо с размерами атомов и молекул. По этой причине твердые и жидкие тела обладают очень малой сжимаемостью, чем обусловлено малое различие в их плотности. В газах положение иное. Среднее расстояние между частицами значительно превышает их размеры. Например, для воздуха у поверхности Земли оно составляет 102 А. Вследствие этого газы обладают большой сжимаемостью, а их плотность может изменяться в очень широких пределах.

Примеры решения задач



Понравился сайт? Расскажи друзьям!



ru.solverbook.com

Использование и применение формул массы через плотность и объём

Физика — наука невероятно увлекательная, если разобраться, что там к чему. А формулы в ней отражают реальные физические процессы, только в цифрах. И если вы будете понимать, почему формула именно такова, то учиться будет много легче. Но все сразу рассказать невозможно, и сегодня мы разберемся, как произвести нахождение массы через плотность и объём.

Прежде, чем приступить к изучению формул массы, плотности и объёма, следует уточнить некоторые детали:

  • Во-первых, объём вещества зависит от температуры. При нагревании твёрдое вещество расширяется, при низкой температуре уменьшается. Есть также особые моменты, как в случае с жидким водородом. Он не может существовать при высокой температуре, потому что превратится в газ.
  • Во-вторых, разные организации и страны имеют свои стандарты условий, при которых проводятся измерения. Иными словами, числовой показатель плотности одного и того же вещества в разных странах будет отличаться. Поэтому, прежде чем утверждать, что показатели неверные или правильные, следует уточнить условия, при которых эти показатели были получены.
  • В-третьих, помимо температуры, на фактор объёма могут влиять и такие показатели, как атмосферное давление. Оно особо важно при измерении плотности газов, так как на твёрдые вещества это практически не влияет.

Формула и удивительная история её возникновения

Самая обычная формула для большинства случаев имеет вид: m = pV , где m – масса тела, p и V – плотность вещества и его объём, занимаемый в пространстве соответственно. Можно, конечно, не заморачиваться и посчитать всё на онлайн-ресурсах, но знать формулу всё же полезно. Соответственно V = m / p , p = m / V .

Самое интересное – это то, что формулу нашёл мужик, который бегал голышом по улице и был при этом другом царя. Интересно? Тогда следующие три абзаца для вас.

Был в Древней Греции такой царь-тиран, как Гиерон II. Он начал подозревать, что его корону сделали не из чистого золота и ювелиры его облапошили. Но Гиерон не знал, как можно это доказать. Тогда он обратился к умнейшему человеку того времени – Архимеду. Получив приказ разобраться с делами государственной важности, Архимед день за днём стал искать решение вопроса.

Ох, и нелёгкая же задачка выпала учёному. Ведь на то время не было ни нужных формул, ни современных девайсов, ни гугла, чтобы быстренько найти решение. И вот однажды, придя в баню и погрузившись в неё, Архимед заметил, что выливающаяся вода равна по объёму тому, что погружено в воду.

Эврика! – Прокричал Архимед и нагишом поспешил в свою лабораторию проводить опыты. Учёный сложил все данные в своей голове и позже проделал следующий опыт: он взял корону и опустил её в воду. Затем он взял кусок золота такого же веса и опустил его также в воду. Объём вытесненной воды получился разным. Если бы корона была сделана из чистого золота, то её объём и слитка совпали. Это доказывало то, что ювелиры обманули царя. Кто бы мог подумать, что одно из величайших открытий появилось благодаря обманщикам, тирану и учёному.

Обозначения и термины

Далее будет приведён список понятий и их определение в условиях понятий об измерениях плотности:

  • Масса – плотность тела, помноженная на его объём, занимаемый в пространстве. Это также величина, определяющая силу воздействия гравитационного поля на объект.
  • Объём – физическая величина, характеризующая количество пространства, занимаемое объектом.
  • Плотность определяет то, какое количество вещества умещается в объёме при определённом весе в стандартных условиях.
  • Нормальные/стандартные условия в разных организациях имеют свои значения. К таким условиям относятся температура окружающей среды, атмосферное давление и в отдельных случаях прочие параметры.
  • Атмосферное давление – понятие, применяемое больше для газов, так как на их объём имеет большое влияние, нежели на твёрдые вещества. Атмосферное давление можно определить как силу, с которой воздействует воздух на Землю под действием гравитационного поля.
  • Температура – физический показатель степени нагрева вещества. Чем больше температура, тем больше объём тела.

Примеры решения задач

Прежде чем приступить к примерам, следует понимать, что если данные даны в килограммах и кубических сантиметрах, то нужно либо сантиметры перевести в метры, либо килограммы перевести в граммы. По такому же принципу надо переводить и остальные данные – миллиметры, тонны и так далее.

Задача 1. Найти массу тела, состоящего из вещества, плотность которого равна 2350 кг/м³ и имеет объём 20 м³. Применяем стандартную формулу и с лёгкостью находим значение. m = p*V= 2 350 * 20 = 47 000 кг.

Задача 2. Уже известно, что плотность чистого золота без примесей равна 19,32 г/см³. Найти массу драгоценной цепочки из золота, если объём составляет 3,7 см³. Воспользуемся формулой и подставим значения. p = m / V = 19,32/3,7 = 5,22162162 гр.

Задача 3. На склад поставили металл с плотностью 9250 кг/м³. Масса составляет 1,420 тонн. Нужно найти занимаемый металлом объём. Тут нужно сначала перевести либо тонны в килограммы, либо метры в километры. Проще будет воспользоваться первым методом. V = m / p = 1420/9250 = 0.153513514 м³.

Зачем и кому нужно знать эти формулы

В любой стране есть стандарты, по которым производится продукция. Неважно, какая это отрасль – пищевая, химическая или другая. Стандарты также могут быть мировыми. Так вот для того чтобы выпускаемая на заводах продукция соответствовала этим стандартам и нужны знания о плотности, массе и объёме.

Но зачем кому-то придерживаться чьих-то правил? Для начала, эти правила взяты не с потолка. К этому пришли разные бизнесмены со всего мира и нашли оптимальное решение, удовлетворяющее как производителей, так и конечных пользователей продукта. Если бы все выпускали продукцию как им вздумается, то людям было бы очень тяжело выбрать производителя. Ведь даже сейчас, со всеми стандартами и ГОСТами выбор просто огромный.

Кроме того, игнорируя физику и математику, можно выработать продукцию себе же в убыток или сделать продукцию, которая не оправдает ожиданий и будет выглядеть не так, как задумывал производитель. Есть и другие ситуации, где необходимы знания подобного рода – при подсчёте планируемого объёма, который займёт продукция на складе; вес продукции, которую нужно будет перевести и т.д.

Эти знания могут потребоваться инженерам, технологам, конструкторам и прочим профессиям, чья деятельность связана с физическими материалами. Конечно, для простого обывателя эти знания могут и не пригодиться. Однако, стоит вспомнить про случай с Архимедом и тогда вы поймёте, что знания – защита от обмана и настоящая сила!

Видео

В видео очень подробно объясняется, как рассчитать массу и объем тела по его плотности.

liveposts.ru

Как найти массу?

Многие из нас в школьное время задавались вопросом: «Как найти массу тела»? Сейчас мы попытаемся ответить на этот вопрос.

Нахождение массы через его объем

Допустим, в вашем распоряжении есть бочка на двести литров. Вы намерены целиком заполнить ее дизельным топливом, используемом вами для отопления своей небольшой котельной. Как найти массу этой бочки, наполненной соляркой? Давайте попробуем решить эту простейшую на первый взгляд задачу вместе с вами.

Решить задачу, как найти массу вещества через его объем, довольно легко. Для этого следует применить формулу удельной плотности вещества

p = m/v,

где p является удельной плотностью вещества;

m – его массой;

v – занимаемым объемом.

В качестве меры массы будут использоваться граммы, килограммы и тонны. Меры объёмов: сантиметры кубические, дециметры и метры. Удельная плотность будет вычисляться в кг/дм³, кг/м³, г/см³, т/м³.

Таким образом, в соответствии с условиями задачи в нашем распоряжении есть бочка объемом двести литров. Это значит, что ее объем равняется 2 м³.

Но вы хотите узнать, как найти массу. Из вышеназванной формулы она выводится так:

m = p*v

Сначала нам требуется найти значение р – удельной плотности дизельного топлива. Найти данное значение можно, используя справочник.

В книге мы находим, что р = 860,0 кг/м³.

Затем полученные значения мы подставляем в формулу:

m = 860*2 = 1720,0 (кг)

Таким образом, ответ на вопрос, как найти массу, был найден. Одна тонна и семьсот двадцать килограммов – это вес двухсот литров летнего дизтоплива. Затем вы можете точно так же сделать приблизительный расчет общего веса бочки и мощности стеллажа под бочку с соляром.

Нахождение массы через плотность и объем

Очень часто в практических заданиях по физике можно встретить такие величины, как масса, плотность и объем. Для того чтобы решить задачу, как найти массу тела, вам требуется знать его объем и плотность.

Предметы, которые вам будут нужны:

1) Рулетка.

2) Калькулятор (компьютер).

3) Емкость для измерения.

4) Линейка.

Известно, что у предметов с равным объемом, но изготовленных из различных материалов, будет разная масса (например, металл и дерево). Массы тел, которые изготовлены из определенного материала (без пустот), прямо пропорциональны объему рассматриваемых предметов. В противном случае, константа – это отношение массы к объему предметы. Этот показатель называется «плотностью вещества». Мы будем его обозначать буквой d.

Теперь требуется решить задачу, как найти массу в соответствии с формулой d = m/V, где

m является массой предмета (в килограммах),

V является его объемом (в метрах кубических).

Таким образом, плотность вещества является массой единицы его объема.

Если вам необходимо найти плотность материала, из которого создан предмет, то следует воспользоваться таблицей плотностей, которую можно найти в стандартном учебнике по физике.

Объем предмета вычисляется по формуле V = h * S, где

V – объем (м³),

H – высота предмета (м),

S – площадь основания предмета (м²).

В том случае, если вы не можете четко измерить геометрические параметры тела, то вам следует прибегнуть к помощи законов Архимеда. Для этого вам понадобится сосуд, у которого есть шкала, служащая для измерений объема жидкостей и опустить предмет в воду, то есть в сосуд, на котором есть деления. Тот объем, на который будет увеличено содержимое сосуда, является объемом тела, которое погружено в него.

Зная объем V и плотность d предмета, вы можете легко найти его массу по формуле m = d * V. Перед тем, как вычислить массу, требуется привести все измерительные единицы в единую систему, например, в систему СИ, являющуюся интернациональной измерительной системой.

В соответствии с вышеназванными формулами можно сделать следующий вывод: для нахождения требуемой величины массы с известным объемом и известной плотностью требуется умножить значение плотности материала, из которого изготовлено тело, на объем тела.

fb.ru

Расчет плотности тела и формулы расчета массы и объема тела по плотности

Оглавление:

  1. Какие факторы влияют на плотность тела?
  2. Как рассчитать плотность тела?
  3. Расчет массы тела и объёма по плотности
  4. Плотность воды
  5. Метод вытеснения жидкости

Окружающий
мир состоит из множества различных веществ. Так, например, лавочка в парке или
баня за городом сделаны из дерева, платформа утюга и сковорода сделаны из
металла, покрышка на колесе и ластик на карандаше сделаны из резины. Различные
предметы имеют различный вес — любой человек без труда донесёт с рынка сочный
спелый арбуз, а вот гирю такого же размера вряд ли удастся оторвать от земли.

Всем
известная знаменитая шутка: «Что тяжелее — килограмм ваты или килограмм
гвоздей?» очень точно характеризует понятие плотности тела. Почему разные
предметы, имея одинаковый объём, различаются по весу? Потому что они состоят из
различных веществ и имеют разную плотность. В системе измерений данную величину
принято измерять в кг/м³, но также возможно использование и других единиц:
кг/л, г/см³.

Видео о плотности тела

Какие факторы влияют на плотность тела?

Плотность
одних и тех же тел зависит от давления и температуры. Как правило, при высоком
давлении молекулы утрамбованы плотнее, и, соответственно, вещество имеет бо́льшую
плотность. Обычно при повышении температуры расстояние между молекулами
увеличивается, что приводит к уменьшению плотности. Бывают случаи, когда такая
зависимость имеет обратное значение. Так, например, плотность воды меньше
плотности льда, несмотря на то что лёд имеет более низкую температуру. Причина
такого явления — молекулярная структура льда. Часто вещество, переходя из
жидкого в твёрдое состояние, изменяет свою молекулярную структуру таким
образом, что расстояние между молекулами сокращается, и, соответственно,
плотность становится больше. Когда образуется лёд, расстояние между молекулами
и их объём становятся больше, а плотность — меньше. Поэтому в зимнее время,
если забыть слить с труб воду, она замёрзнет, в результате чего труба
разорвётся.

На
плотность воды влияют и примеси, которые в ней находятся. Так, например, у
морской воды плотность больше, чем у пресной. Если налить в сосуд солёную воду,
а сверху — пресную, то последняя будет «плавать» на поверхности морской воды.
Поскольку визуально данное явление увидеть сложно, то для эксперимента можно
заполнить резиновый шар пресной водой и поместить его в солёную. Шар будет
плавать на её поверхности. Можно сказать, что человеческое тело также
представляет собой оболочку, наполненную пресной водой, поскольку, как
известно, оно состоит из воды примерно на 50-75%. Поэтому держаться на
поверхности солёной воды гораздо легче, чем пресной. И чем больше концентрация
соли в воде, тем более она плотная.

Как рассчитать плотность тела?

Расчет
плотности тела производится по следующей формуле:

К примеру,
вода имеет плотность 1000 кг/м³, а лёд — 900 кг/м³. Поскольку лёд имеет меньшую
массу по сравнению с водой, то зимой на водоёме он всегда находится на
поверхности воды. В данном случае можно определить, что, если плотность льда
равняется 900 кг/м³, значит, ледяной куб со стороной 1 м будет весить 900 кг.

Для того
чтобы рассчитать плотность, необходимо знать его объём и массу. Это значит, что
вещество можно взвесить, измерить, и на основании полученных данных вычислить
плотность по формуле. Поскольку плотность измеряется в кг/л или в г/см³, то
иногда приходится пересчитывать одни величины в другие. Делается это очень
просто:

  • 1 грамм = 0,001 кг, а 1 см³ = 0,000001 м³, и соответственно:
  • 1 г/(см)^3 =1000кг/м^3

Иногда
необходимо рассчитать плотность газообразного вещества. Для этого используется
та же формула для расчета плотности тела, но несколько в другом виде:

где М —
молярная масса газа, Vm— молярный
объём (равен приблизительно 22,4 л/моль).

Масса всех
тел всегда зависит не только от их размеров, но и от веществ, из которых они
состоят. Так, тела, имеющие одинаковый объём, но состоящие из различных
веществ, будут отличаться друг от друга своими массами. И наоборот, если у тел
массы одинаковы, но состоят они из разных веществ, то их объёмы также будут
отличаться. Например:

  • Куб из
    железа с рёбрами по 10 см весит 7,8 кг.
  • Куб из
    алюминия такого же размера весит 2,7 кг.
  • Ледяной
    куб с аналогичными размерами весит 0,9 кг

Расчет массы тела и объёма по плотности

Часто
возникает необходимость рассчитать массу или объём тела. При этом следует
знать, что каждое тело имеет постоянную определённую плотность. К примеру, вода
имеет плотность 1000 кг/м³, этиловый спирт — 800 кг/м³.

Поскольку
величины постоянные, то для каждого вещества существуют специальные таблицы,
которыми пользуются при расчетах.

Исходя из
основной формулы определения плотности тела, можно легко рассчитать и его объём
или массу:

Для
примера можно решить простые задачи:

Задача № 1

Необходимо
определить массу детали, выполненной из стали, если известно, что её объём
составляет 120 см³.

Для того
чтобы вычислить массу, требуется знать объём и плотность вещества. По условию
задачи объём известен, а плотность необходимо найти по таблице (плотность стали
= 7,8 г/см³). Тогда расчет массы тела по его плотности и объёму будет иметь
следующий вид:

Задача № 2

Требуется
рассчитать объём бутылки подсолнечного масла, если известно, что её масса
составляет 930 г.

Для того
чтобы определить объём, необходимо знать массу и плотность. Масса известна, а
плотность нужно найти по таблице (плотность подсолнечного масла = 0.93 г/см³).
Тогда:

Расчет
массы и объёма тела по плотности выполняется при помощи следующих таблиц:

Плотность воды

  • Если
    плотность вещества больше, чем плотность воды, то оно будет полностью
    погружаться в воду. И наоборот, предметы, сделанные из материала, плотность
    которого ниже плотности воды, будут плавать на её поверхности. Примером данного
    правила является лёд, плотность которого меньше плотности воды. Поэтому кусочек
    льда, брошенный в воду или другой напиток, сделанный из воды, всплывёт на
    поверхность.
  • В
    практической жизни эти свойства веществ часто используются человеком. К
    примеру, конструируя корпуса судов, инженеры используют материалы, плотность
    которых выше, чем плотность воды. Поскольку таким материалам свойственно тонуть
    в воде, то в корпусах суден необходимо создавать полости с воздухом — ведь его
    плотность значительно ниже плотности воды.
  • В другом
    примере, когда требуется, чтобы предмет погружался в воду, необходимо выбирать
    материалы с плотностью выше, чем плотность воды. К примеру, чтобы лёгкая
    наживка для рыб во время рыбалки погрузилась в воду на достаточную глубину,
    рыболов привязывает к леске грузило, сделанное из материала высокой плотности.
    Обычно в качестве грузила используется свинец.
  • Плотность
    масла, жира, нефти меньше, чем плотность воды, поэтому, если их пролить в воду,
    они будут плавать на её поверхности. Это свойство очень помогает в ситуациях,
    когда в морях или океанах при транспортировке нефти она проливается в воду.
    Благодаря тому, что пролитая нефть не смешивается с водой и плавает на её
    поверхности, уже было предотвращено множество экологических катастроф,
    поскольку вода была быстро очищена от вредного для природы вещества.
  • В
    кулинарии свойство жира всплывать на поверхность воды помогает эффективно
    удалять его излишки из ёмкости с блюдом. В супе, охлаждённом в холодильнике,
    жир застывает, что позволяет очень легко удалить его с поверхности. Это
    свойство жира помогает уменьшить количество калорий и холестерина в еде.
  • Правило о
    плотности жидких веществ хорошо известно профессиональным барменам. При
    приготовлении многослойных коктейлей используются жидкости с разными
    плотностями. Для этого жидкость, обладающую меньшей плотностью, необходимо аккуратно
    налить на более плотную жидкость.
  • Иногда низкая
    плотность жира может, наоборот, мешать. Так, например, в процессе приготовления
    холодных десертов или фруктовых коктейлей жирные продукты очень трудно
    смешивать с водой, на поверхности которой может образоваться отдельный слой из
    жира, ухудшив при этом внешний вид и вкус блюда.

Видео о расчете массы и объема тела по плотности

Метод вытеснения жидкости

Как уже
известно, для определения плотности тела необходимо знать две величины — объём
и массу. Если масса легко определяется с помощью обычных весов, то как
посчитать плотность тела, если неизвестен его объём, может показаться довольно
сложной задачей.

Но для
определения объёма тела также существует очень простой метод, изобретённый
Архимедом:

  • Необходимо
    налить воду в мерный стакан и зафиксировать количество налитой воды.
  • Затем
    следует полностью погрузить в эту воду предмет, объём которого требуется
    определить.
  • Из
    количества воды, которая находилась в сосуде изначально, до погружения в неё
    тела, необходимо вычесть то количество воды, которое осталось после его
    погружения.

Конечно,
такой метод нельзя использовать для вычисления объёма фотоаппарата или других
предметов, которые испортятся от контакта с водой. Следует помнить, что данный
метод не будет работать при погружении в воду тел, которые склонны её поглощать
(например, плюшевый медвежонок).

В какой сфере жизни Вам пригодились знания о плотности тела? Расскажите об этом в комментариях.

www.rutvet.ru

Как найти массу через объем и плотность в физике?

Масса представляет собой количество материи, которое содержится в каком-либо теле. В свою очередь материя – это нечто, что можно физически потрогать и ощутить. Как правило, массу связывают с размерами объекта, однако это не всегда верно. Например, земной шар мог бы быть большего размера, но иметь меньшую массу. В статье рассмотрен вопрос о том, как найти массу через объем и плотность.

Понятие массы и ее появление в физике

Перед тем как рассмотреть вопрос о том, как найти массу через объем и плотность, следует понять, откуда взялась масса в физике, и что она определяет. Сам термин “масса” происходит от латинского слова massa – глыба, вещество, тело, которое, в свою очередь, берет свое начало от греческого слова μᾶζα, буквально означающего “тесто”.

Масса – физическое понятие, которое указывает на количество содержащейся в теле материи. В Международной системе единиц измерения ее измеряют в килограммах. Появление в физике этого понятия связано с двумя важными законами:

  1. Закон всемирного тяготения.
  2. Второй закон Ньютона.

В соответствии с концепцией всемирного тяготения два тела притягиваются друг к другу с силой, которая пропорциональна произведению двух постоянных величин. Эти постоянные величины получили название гравитационных масс этих тел. То есть гравитационная масса тела – это свойство самой материи, благодаря которому все тела притягиваются друг к другу.

Что касается второго закона Ньютона, то следует вспомнить, что любое ускорение, вызванное действием некоторой внешней силы на данное тело, пропорционально некоторой константе, которая называется инертной массой. В этом законе инертная масса определяет меру “сложности” изменения скорости движения данного тела.

Понятие объема тела

Объем является физическим свойством материи, которое определяет занимаемое ею пространство. В Международной системе единиц он измеряется в метрах кубических, но также часто используют другие единицы измерения: кубические сантиметры и литры.

В зависимости от состояния вещества применяют различные методы измерения объема:

  1. Для жидких тел используют специальные градуированные прозрачные емкости (цилиндры, пробирки, пипетки и другие).
  2. Для твердых тел, которые сохраняют свою форму, объем измеряется исходя из их линейных размеров с применением соответствующей математической формулы. Например, параллелепипеда объем равен произведению его длины, ширины и высоты.
  3. Газообразные тела не сохраняют свой объем, в отличие от жидкостей и твердых тел, поэтому он для газов всегда равен объему сосуда, в котором находится газ.

Плотность вещества

Наконец, отвечая на вопрос о том, как найти массу через объем и плотность, следует разобраться с последней характеристикой – плотностью тел. Плотность является неотъемлемой физической характеристикой материи, которая связывает массу и объем, то есть она определяет, какое количество массы вещества содержится в единице объема. В Международной системе единиц она выражается в виде килограммов на метр кубический, но часто используется и в граммах на сантиметр кубический.

Любое вещество обладает конкретным значением плотности, например, в одном литре воды содержится один килограмм массы, то есть ее плотность равна 1 кг/л или 1000 кг/м3.

Понятие плотности играет важную роль в природе. Так, вопрос плавучести тел в воде является исключительно вопросом сравнения плотности тела и воды. Тела, имеющие большую плотность, чем вода, тонут в ней, например, яйцо или камень.

Как найти массу в физике через объем и плотность?

Перейдем теперь непосредственно к решению поставленной задачи. Допустим необходимо измерить массу имеющегося алмаза. Сначала нужно измерить его объем, допустим, он равен 5000 см3. Разбираясь в том, как найти массу через объем, следует также определить плотность вещества. В данном случае можно обратиться к табличным данным и посмотреть, какая плотность характерна для алмаза. В таблице находим, что она равна 3,52 г/см3.

После того как все необходимые величины определены, следует использовать известную формулу, как найти массу через объем и плотность: m = V*ρ, где V – объем тела, ρ – плотность. Подставляя полученные значения для алмаза, получаем: m = 5000 (см3)*3,52 (г/см3) = 17600.0 г = 17,6 кг. Следует обратить внимание, что при умножении объема на плотность единицы измерения объема (см3 в примере) сокращаются и остаются только единицы измерения массы.

fb.ru

Как найти массу, зная плотность и объем

В фактических задачах по физике и математике зачастую встречаются такие величины как объем, масса и плотность . Зная плотность и объем тела либо вещества, абсолютно допустимо обнаружить его массу .

Вам понадобится

  • — компьютер либо калькулятор;
  • — рулетка;
  • — мерная емкость;
  • — линейка.

Инструкция

1. Как вестимо, предметы, имеющие один и тот же объем, но сделанные из различных материалов, будут иметь различную массу (дерево и металл, стекло и пластмасса). Массы тел, изготовленных из одного и того же вещества (без пустот), прямо пропорциональны объему рассматриваемых предметов. Напротив говоря, непрерывной величиной является отношение массы предмета к его объему. Эта величина носит наименование «плотность вещества . В будущем обозначим ее буквой d.

2. Исходя из определения, d=m/V, гдеm – масса предмета (кг),V — его объем (м3).Как видно из формулы, плотность вещества – это масса единицы его объема.

3. Узнать плотность вещества, из которого изготовлен предмет, дозволено из таблицы плотностей в приложении к учебнику физики либо на сайте http://www.kristallikov.net/page15.html, где приведены плотности фактически всех существующих веществ.

4. Объем предмета дозволено рассчитать по формуле: V=S*h, гдеV – объем (м3),S – площадь основания предмета (м2),H – высота предмета (м).

5. Если нет вероятности с точностью произвести измерение геометрических размеров тела, воспользуйтесь законом Архимеда. Для этого возьмите сосуд, имеющий шкалу (либо деления) для измерения объема жидкости, опустите предмет в воду (в сам сосуд, снабженный делениями). Объем, на тот, что увеличится содержимое сосуда, — и есть объем погруженного в него тела.

6. Если вестимы плотность d и объем V предмета, неизменно дозволено обнаружить его массу, пользуясь формулой: m=V*d. Перед расчетом массы приведите все единицы измерения в одну систему, скажем, в международную систему измерения СИ.

7. Итог из приведенных формул дальнейший: дабы получить желанное значение массы, зная плотность и объем, нужно умножить значение объема тела на значение плотности вещества, из которого оно сделано.

Массу тела традиционно определяют экспериментально. Для этого берут груз, ставят его на весы и получают итог измерения. Но при решении физических задач, приведенных в учебниках, измерение массы по объективным причинам нереально, но имеются те либо иные данные о теле. Зная эти данные, дозволено определить массу тела неявно путем расчета.

Инструкция

1. В школьных курсах физики, химии, астрономии дозволено встретить представление массы. По массе тела находят обратные величины — объем, плотность, силу. Масса — количественный показатель вещества, следственно в задачах по химии число вещества находят, исходя из массы. Масса зависит от свойств вещества, из которого состоит тело, а также от числа этого вещества.Существует несколько основных способов расчета массы. Выбирают их в зависимости от того, какие другие физические величины заданы в задаче. Разглядим всякий случай по отдельности.

2. Самый общеизвестный метод нахождения массы тела — это ее расчет на основании объема и плотности. Правда, в ряде задач перед определением массы доводится рассчитывать сам объем, руководствуясь иными геометрическими колляциями тела . Скажем, для цилиндра с знаменитыми площадью основания и высотой, изготовленного из вещества с вестимой плотностью, масса будет равна:m=?*V=?*S*h, где Vцил.=S*h, ? — плотность, S — площадь основания цилиндра, h — высота цилиндра.Если же объем указан в задаче прямо, для нахождения массы его довольно примитивно умножить на плотность:m=?*V

3. Иной раздел физики, где доводится рассчитывать массу — динамика. Традиционно в нем изучается взаимодействие между тела ми, действие внешних сил на тела , состояние тел при равномерном движении. Всякое тело силой F получает убыстрение при взаимодействии с иным телом. При этом, оно некоторую массу m. Массы связана с силой дальнейшим соотношением:F=m*a, где a — убыстрение заданного тела ; m -масса тела Отсюда дозволено узнать массу тела :m=F/a

4. В учебниках по химии мы встречаются представления числа вещества и молярной массы. Через эти две величины также дозволено выразить массу вещества. От того что число вещества — это физическая величина, пропорциональная числу частиц, из которых состоит вещество, а молярная масса — масса одного моля вещества, рассчитать массу заданного числа этого вещества дозволено дальнейшим образом:mв=Mв*nв, где Mв — молярная масса, nв -число вещества

Видео по теме

Полезный совет
Пример задачи по нахождению массы тела.Возможен, дан маленький стальной шар радиусом R=5 см. Определить массу шара, если знаменито, что p жел.= 7,8 мг/м^3.Изначально обнаружьте объем шара. Он равен:V=4?R^2=4*3,14*25=314 см^3Масса рассчитывается дальнейшим образом:m=p*V=7,8*314=24,492 г

Плотность есть отношение массы к занимаемому ей объему – для твердых тел, и отношением молярной массы к молярному объему – для газов. В самом всеобщем виде объем (либо молярный объем) будет отношением массы (либо молярной массы) к ее плотности. Плотность вестима. Что делать? Сперва определить массу, после этого вычислить объем, после этого внести нужные поправки.

Инструкция

1. Объем газа равен отношению произведения числа вещества, умноженного на его молярную массу – к теснее вестимой плотности. Иными словами, даже зная плотность, нужно знать молярную массу газа и число вещества, то есть – сколько у вас есть моль газа. В тезисе, зная, сколько моль газа у вас есть, дозволено вычислить его объем, даже не зная плотности – согласно закону Авогадро, один моль всякого газа занимает объем 22,4 л. Если же непременно вычислять объем через плотность, то вам потребуется узнать массу газа в неведомом пока объеме.

2. Объем твердого тела дозволено определить, даже не зная плотности, легко измерив его, а в случае трудной и дюже неправильной формы объем определяется, скажем, по объему вытесненной твердым телом жидкости. Впрочем, если нужно вычислять объем именно через плотность, то объем твердого тела есть отношение массы тела к его плотности, а масса обыкновенно определяется простым взвешиванием. Если же взвесить тело по каким-то причинам (скажем, оно слишком огромное либо движется) немыслимо, то придется прибегать к достаточно трудным косвенным расчетам. К примеру, для движущегося тела масса есть отношение удвоенной кинетической энергии к квадрату его скорости, либо отношение силы, приложенной к телу, к его убыстрению. Для дюже большого покоящегося тела придется прибегать к расчетам по отношению к массе Земли, с применением гравитационной непрерывной и момента вращения. Либо же – через вычисление удельной теплоемкости вещества; в любом случае умения только плотности для вычисления объема будет неудовлетворительно.

3. Вычислив массу твердого тела, дозволено вычислить объем – простым делением массы на плотность.

Обратите внимание!
1. Указанные выше способы больше либо менее применимы только в случае однородности вещества, из которого состоит твердое тело2. Приведенные способы больше либо менее применимы в относительно тесном интервале температур – от минус 25 до плюс 25 градусов Цельсия. При изменении агрегатного состояния вещества плотность может меняться скачкообразно; в этом случае формулы и способы вычислений будут вовсе другими.

Масса как физическая величина — это параметр, характеризующий силу воздействия тела на гравитацию. Для расчета массы тела в физике требуется знать две его величины: плотность материала тела и его объем.

Инструкция

1. Пускай задано некое тело объемом V и плотностью его вещества p. Тогда его массу подсчитывают так:m = p*V. Для наглядности приводится пример:Пускай дан алюминиевый брусок объемом 5 куб. метров. Плотность алюминия составляет 2700 кг./куб. метр. В таком случае масса бруска составит:m = 2700/5 = 540 кг.

Обратите внимание!
Представление массы зачастую путают с иной, не менее редко встречающейся, физической величиной — весом. Вес измеряется в н/м? и характеризует силу, которая воздействует на точку опоры. Масса же, по своей природе, не имеет какой бы то ни было точки опоры, и воздействует, как было подмечено, лишь на гравитацию Земли.

При решении некоторых физических задач требуется обнаружить плотность тела . Изредка плотность физического тела нужно определить и на практике, скажем, для того дабы узнать, утонет оно либо нет. Кстати, тело человека также дозволено отнести к физическим телам. Причем представление «плотности» человеческого тела давным-давно теснее вошло в обиход. Так «прочно сбитого» человека традиционно называют «плотным», а того, кто имеет противоположную конституцию тела – «рыхлым».

Вам понадобится

  • калькулятор, весы, линейка, мерная кружка, таблица плотности веществ.

Инструкция

1. Дабы обнаружить плотность физического тела, определите из какого вещества либо материала оно состоит. После этого возьмите таблицу плотности веществ и обнаружьте в ней соответствующее вещество. Так, скажем, если предмет изготовлен из алюминия, его плотность будет равна 2,7 г/см?.

2. Если тело состоит из нескольких веществ, то обнаружьте в соответствующих таблицах плотность всего из них. Дабы обнаружить плотность тела в совокупности, определите взнос всего вещества в образование плотности предмета. Для этого определите объем либо массу всей однородной части, а после этого посчитайте массу и объем каждого тела.

3. Пускай, скажем, тело состоит из 2-х частей массой m1 и m2, соответственно. Плотность всей части – ?1 и ?2. Дабы обнаружить среднюю плотность тела, обнаружьте всеобщий объем: V = V1 + V2 = m1 * ?1 + m2 * ?2, а после этого поделите на всеобщую массу тела (m = m1 + m2): ? = V / m = (m1 * ?1 + m2 * ?2) / (m1 + m2), где:V – всеобщий объем тела;V1 и V2 – объем первой и 2-й части тела соответственно;m – всеобщая масса тела;m1 и m2 – масса первой и 2-й части тела соответственно;? – средняя плотность тела;?1 и ?2 – плотность первой и 2-й части тела соответственно.

4. Если знамениты объемы (V1 и V2) всей части тела, а также их плотности, для вычисления плотности тела воспользуйтесь аналогичной формулой:? = V / m = (V1 + V2) / (m1 + m2) = (V1 + V2) / (V1 / ?1 + V2 / ?2). Обозначения параметров те же, что и в предыдущей формуле.

5. Если материал (вещество), из которого состоит тело, неведом либо имеет непостоянную плотность (скажем, дерево, плотность которого зависит от влажности), дабы обнаружить его плотность, определите его объем и поделите на массу. То есть воспользуйтесь формулой:? = V / m.Для этого, финально, придется посчитать либо измерить объем и массу тела, но такой способ даст самый точный итог. Если тело имеет форму примитивный геометрической фигуры, посчитайте его объем, воспользовавшись соответствующими формулами стереометрии. Объем трудных тел определите через объем вытесненной ими жидкости. Массу тела обнаружьте с поддержкой взвешивания.

Масса какого-нибудь тела является его важнейшей физической колляцией. В нынешней физической науке есть разграничение представления «масса»: гравитационная масса (как степень воздействия тела на земную гравитацию) и инертная масса (какое усилие понадобится для того, дабы вывести тело из состояния инерции). В любом случае обнаружить массу дюже легко, если знамениты плотность и объем тела.

Инструкция

1. В том случае, если у тела знамениты такие показатели, как его объем (V) и плотность (p), то для расчета массы тела понадобится применять формулу: m = p*V.

2. Для наглядности дозволено привести пример. Требуется обнаружить массу бетонной плиты, чей объем составляет 15 м?.Решение: для нахождения массы бетонной плиты требуется знать только лишь его плотность . Для того, дабы узнать эту информацию, надобно воспользоваться таблицей плотностей разных веществ.

3. Согласно этой таблице плотность бетона составляет 2300 кг/м?. Тогда для того, дабы обнаружить массу бетонной плиты, понадобится совершить примитивное алгебраическое действие: m = 15*2300 = 34500 кг, либо 34.5 тонн. Результат: масса бетонной плиты составляет 34.5 тонн

4. Измерение массы традиционным методом происходит при помощи одного из древнейших приборов общества — с поддержкой весов. Это происходит вследствие сопоставлению массы тела с подмогой эталонной массы груза — гирь.

Обратите внимание!
Проводя расчет по указанной выше формуле, нужно осмысливать, что таким образом узнается масса покоя данного тела. Увлекателен факт того, что многие элементарные частицы владеют колеблющейся массой, которая зависит от скорости их движения. Если элементарная частица движется со скоростью тела, то эта частица является безмассовой (скажем, фотон). Если же скорость движения частицы ниже скорости света, то такая частица именуется громоздкой.

Полезный совет
При измерении массы никогда невозможно забывать, в какой системе будет дан финальный итог. Имеется ввиду, что в системе СИ масса измеряется в килограммах, в то время как в системе СГС масса измеряется в граммах. Также масса измеряется в тоннах, центнерах, каратах, фунтах, унциях, пудах, а также во многих других единицах в зависимости от страны и культуры. В нашей стране, к примеру, массу издавна измеряли в пудах, берковцах, золотниках.

У вас есть двухсотлитровая бочка. Вы планируете ее всецело заправить дизельным топливом, которое используете для отопления своей мини-котельной. А сколько она будет весить, наполненная соляром? Теперь вычислим.

Вам понадобится

  • — таблица удельной плотности веществ;
  • — знание изготавливать простейшие математические вычисления.

Инструкция

1. Дабы обнаружить массу вещества по его объему, воспользуйтесь формулой удельной плотности вещества.p = m/vздесь p – удельная плотность вещества;m – его масса;v – занимаемый объем. Массу будем считать в граммах, килограммах и тоннах. Объемы в кубических сантиметрах, дециметрах и мерах. И удельную плотность, соответственно, в г/см3, кг/дм3, кг/м3, т/м3.

2. Выходит, по условиям задачи, у вас есть двухсотлитровая бочка. Это значит: бочка емкостью 2 м3. Двухсотлитровой ее называют, так как воды, с ее удельной плотностью равной единице, в такую бочку входит 200 литров.Вас волнует масса. Следственно выводите ее в представленной формуле на первое место.m = p*vВ правой части формулы незнакомо значение р – удельная плотность дизельного топлива. Обнаружьте его по справочнику. Еще проще – задать в поиск запрос в интернете «удельная плотность дизельного топлива».

3. Обнаружили: плотность летнего дизельного топлива при t = +200 С – 860 кг/м3.Подставляйте значения в формулу:m = 860*2 = 1720 (кг)1 тонна и 720 кг – столько весят 200 литров летнего дизельного топлива. Завесив заблаговременно бочку, дозволено рассчитать всеобщий вес и прикинуть мощность стеллажа под бочку с соляром.

4. В сельской местности пригодным бывает заблаговременно рассчитать массу нужных по кубатуре дров, дабы определиться с грузоподъемностью транспорта, на котором будут доставляться эти дрова. К примеру, вам на зиму нужен минимум в 15 куб. метров березовых дров. Ищите в справочной литературе плотность березовых дров. Это: 650 кг/м3.Вычисляйте массу, подставив значения в ту же формулу удельной плотности.m = 650*15 = 9750 (кг)Сейчас, исходя из грузоподъемности и вместимости кузова, вы можете определиться с видом транспортного средства и числом поездок.

Видео по теме

Обратите внимание!
Люди постарше огромнее знакомы с представлением удельного веса. Удельная плотность вещества – это то же, что и удельный вес.

Бывают обстановки, когда нужно вычислить массу жидкости , содержащейся в какой-нибудь емкости. Это может быть и во время учебного занятия в лаборатории, и в ходе решения бытовой загвоздки, скажем, при ремонте либо покраске.

Инструкция

1. Самый легкой способ – прибегнуть к взвешиванию. Вначале взвесьте емкость совместно с жидкостью, потом перелейте жидкость в иную емкость, подходящую по размерам, и взвесьте пустую тару. А после этого остается лишь вычесть из большего значения меньшее, и вы получите результат. Разумеется, к этому методу дозволено прибегать, только имея дело с невязкими жидкостями, которые позже перелива фактически не остаются на стенках и днище первой емкости. То есть, какое-то число и тогда останется, но оно будет настоль немного, что им дозволено пренебречь, на точности вычислений это примерно не отразится.

2. А если жидкость вязкая, скажем, глицерин? Как тогда определить ее массу ? В этом случае вам нужно знать ее плотность (?) и занимаемый объем (V). А дальше теснее все элементарно. Масса (М) вычисляется по формуле М = ?V. Разумеется, перед вычислением нужно перевести сомножители в цельную систему единиц.

3. Плотность жидкости дозволено обнаружить в физическом либо химическом справочнике. Но класснее воспользоваться измерительным прибором – плотномером (денситометром). А объем дозволено вычислить, зная форму и габаритные размеры емкости (если она имеет верную геометрическую форму). Скажем, если тот же глицерин находится в цилиндрической бочке с диаметром основания d и высотой h, то объем бочки вычисляется по формуле: ?d^2h/4.

4. Представим, вам задана такая задача. В ходе лабораторного эксперимента, жидкость массой m, находящаяся в емкости калориметра и имеющая теплоемкость с, была нагрета от изначальной температуры t1 до финальной температуры t2. На данный нагрев было затрачено число теплоты, равное Q. Какова масса этой жидкости ?

5. Все величины, помимо m, знамениты, потерями тепла в ходе эксперимента дозволено пренебречь. В вычислении нет безусловно ничего трудного. Нужно лишь припомнить формулу, объединяющую число теплоты, массу жидкости , ее теплоемкость и разницу в температурах. Она такова: Q = mc(t2-t1). Следственно, масса жидкости вычисляется по формуле: m = Q/c(t2-t1). Подставив в формулу вестимые вам величины, вы легко вычислите массу жидкости m.

Значение непрерывной Планка, обозначаемой буквой h, определено экспериментально в лабораторных условиях с точностью до десяти знаков позже запятой. Поставить навык по ее определению дозволено и в физическом кабинете, но точность будет гораздо поменьше.

Вам понадобится

  • — фотоэлемент с внешним фотоэффектом;
  • — источник света с монохроматором;
  • — плавно регулируемый источник питания на 12 В;
  • — вольтметр;
  • — микроамперметр;
  • — лампа на 12 В, 0,1 А;
  • — калькулятор, работающий с числами, представленными в экспоненциальной форме.

Инструкция

1. Используйте для навыка фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Элемент с внутренним фотоэффектом (т.е., не вакуумный, а полупроводниковый) не подойдет. Испытайте его на пригодность для проведения навыка, для чего подключите к микроамперметру непринужденно, соблюдая полярность. Направьте на него свет — стрелка должна отклониться. Если этого не произойдет, используйте фотоэлемент иного типа.

2. Не меняя полярности подключения ни фотоэлемента, ни микроамперметра, разорвите цепь и включите в ее обрыв регулируемый источник питания, выходное напряжение которого дозволено плавно менять от 0 до 12 В (с двумя ручками для дерзкой и точной регулировки). Внимание: включать данный источник следует не в прямой, а в обратной полярности, дабы он своим напряжением не увеличивал, а сокращал ток через элемент. Параллельно ему подключите вольтметр — на данный раз в полярности, соответствующей обозначениям на источнике. Этого дозволено не делать, если в блоке имеется встроенный вольтметр. Также подключите параллельно выходу нагрузку, скажем, в виде лампы на 12 В, 0,1 А, на случай, если внутреннее сопротивление источника крупно. Свет лампы попадать на фотоэлемент не должен.

3. Установите напряжение источника на нуль. Направьте в фотоэлемент поток света из источника с монохроматором, выставив длину волны порядка 650 нанометров. Плавно увеличивая напряжение источника питания, добейтесь, дабы ток через микроамперметр стал равным нулю. Оставьте регулятор в этом расположении. Запишите показания вольтметра и шкалы монохроматора.

4. Выставьте на монохроматоре длину волны порядка 450 нанометров. Немножко увеличьте выходное напряжение источника питания, дабы ток через фотоэлемент вновь стал равным нулю. Запишите новые показания вольтметра и шкалы монохроматора.

5. Вычислите частоту света в герцах для первого и второго навыков. Для этого поделите скорость света в вакууме, равную 299792458 м/с, на длину волны, заблаговременно переведенную из нанометров в метры. Для простоты считайте показатель преломления воздуха равным 1.

6. Вычтите большее напряжение из меньшего. Итог умножьте на заряд электрона, равный 1,602176565(35)·10^(?19) кулона (Кл), а после этого поделите на итог вычитания большей частоты из меньшей. Получится непрерывная Планка, выраженная в джоулях, умноженных на секунду (Дж·с). Если она будет близка к официальному значению, равному 6,62606957(29)·10^(-34) Дж·с, навык дозволено считать поставленным положительно.

Видео по теме

Обратите внимание!
Соблюдайте осторожность при работе с электрическим оборудованием.

jprosto.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о

Рубрики