Совет 1: Как найти массу, зная плотность

В физических и практических задачах часто встречаются такие величины как масса, плотность и объем. Конечно, чтобы найти массу, зная плотность, необходимо знать еще и объем тела или вещества. Однако, иногда объем предмета неизвестен. В таких случаях приходится использовать косвенные данные или измерять объем самостоятельно.
Вам понадобится
  • калькулятор или компьютер, линейка, рулетка, мерная емкость
Инструкция
1
Чтобы найти массу , зная плотность, разделите объем тела или вещества на его плотность. То есть воспользуйтесь формулой: m = V / ρ, где:V – объем,
ρ – плотность,
V – объем.Перед расчетом массы приведите все единицы измерения в одну систему, например, в интернациональную систему измерения (СИ). Для этого, переведите объем в кубометры (м³), а плотность – в килограммы на кубометр (кг/м³). В этом случае значение массы получится в килограммах.
2
Если плотность и объем заданы в одной системе единиц, то предварительный перевод в СИ производить необязательно. Масса тела или вещества в таком случае будет измеряться в той единице измерения массы, которая указана в числителе единицы измерения плотности (единицы измерения объема при расчете сократятся).
Так, например, если объем задан в литрах, а плотность в граммах на литр, то расчетная масса получится в граммах.
3
Если объем тела (вещества) неизвестен или не задан явно в условиях задачи, то попытайтесь его измерить, вычислить или узнать, используя косвенные (дополнительные) данные.
Если вещество сыпучее или жидкое, то оно, как правило, находится в емкости, которая обычно имеет стандартный объем. Так, например, объем бочки обычно равен 200 литров, объем ведра – 10 литров, объем стакана – 200 миллилитров (0,2 литра), объем столовой ложки – 20 мл, объем чайной – 5 мл. Об объеме трехлитровых и литровых банок нетрудно догадаться из их названия.
Если жидкость занимает не всю емкость или емкость нестандартная, то перелейте ее в другую тару, объем которой известен.
Если подходящей емкости нет, перелейте жидкость с помощью мерной кружки (банки, бутылки). В процессе вычерпывания жидкости просто посчитайте количество таких кружек и умножьте на объем мерной тары.
4
Если тело имеет простую форму, то вычислите его объем, используя соответствующие геометрические формулы. Так, например, если тело имеет форму прямоугольного параллелепипеда, то его объем будет равен произведению длин его ребер. То есть:Vпр.пар. = a*b*c, где:Vпр.пар. – объем прямоугольного параллелепипеда, а
a, b, c - значения его длины, ширины и высоты (толщины), соответственно.
5
Если тело имеет сложную геометрическую форму, то попробуйте (условно!) разбить его на несколько простых частей, найти объем каждой из них отдельно и затем сложить полученные значения.
6
Если тело невозможно разделить на более простые фигуры (например, статуэтку), то воспользуйтесь методикой Архимеда. Опустите тело в воду и измерьте объем вытесненной жидкости. Если тело не тонет, то «утопите» его с помощью тонкой палочки (проволоки).
Если объем вытесненной телом воды посчитать проблематично, то взвесьте вылившуюся воду, или найдите разность между начальной и оставшейся массой воды. При этом, количество килограммов воды будет равняться количеству литров, количество граммов – количеству миллилитров, а количество тонн – количеству кубометров.

Совет 2: Как вычислить массу

Масса - одна из важнейших физических характеристик тела в пространстве, характеризующая степень его гравитационного воздействия на точку опоры. Когда речь идет о том, чтобы вычислить массу тела, подразумевается так называемая "масса покоя". Рассчитать ее несложно.
Вам понадобится
  • p - плотность того вещества, из которого и состоит данное тело(кг/м³);
  • V - объем данного тела, характеризующий количество занимаемого им пространства(м³).
Инструкция
1
Теоретический подход:
Пусть задано тело, находящееся в состоянии покоя. Плотность вещества, входящего в основу тела, равна p. Объем, занимаемый данным телом, равен V. В таком случае, массу тела можно найти по формуле:
m = p*V.
2
Практический подход:
Для измерения масс различных тел, пользуются одним из древнейших изобретений человечества - весами. Первые весы были рычажными. На одной стороне рычага находился эталонный вес, на другой - масса. В качестве показателей эталонного веса используются гири. Когда вес гири/гирь совпадал с массой данного тела, то рычаг переходит в состояние покоя, не склоняясь ни в одну из сторон.
Видео по теме

Совет 3: Как найти объем, зная плотность

Плотность есть отношение массы к занимаемому ей объему – для твердых тел, и отношением молярной массы к молярному объему – для газов. В самом общем виде объем (или молярный объем) будет отношением массы (или молярной массы) к ее плотности. Плотность известна. Что делать? Сперва определить массу, затем вычислить объем, затем внести необходимые поправки.
Инструкция
1
Объем газа равен отношению произведения количества вещества, умноженного на его молярную массу – к уже известной плотности. Иными словами, даже зная плотность, необходимо знать молярную массу газа и количество вещества, то есть – сколько у вас есть моль газа. В принципе, зная, сколько моль газа у вас есть, можно вычислить его объем, даже не зная плотности – согласно закону Авогадро, один моль любого газа занимает объем 22,4 л. Если же обязательно вычислять объем через плотность, то вам понадобится узнать массу газа в неизвестном пока объеме.
2
Объем твердого тела можно определить, даже не зная плотности, просто измерив его, а в случае сложной и очень неправильной формы объем определяется, например, по объему вытесненной твердым телом жидкости. Однако, если необходимо вычислять объем именно через плотность, то объем твердого тела есть отношение массы тела к его плотности, а масса обычно определяется простым взвешиванием. Если же взвесить тело по каким-то причинам (например, оно слишком большое или движется) невозможно, то придется прибегать к довольно сложным косвенным расчетам. К примеру, для движущегося тела масса есть отношение удвоенной кинетической энергии к квадрату его скорости, или отношение силы, приложенной к телу, к его ускорению. Для очень большого покоящегося тела придется прибегать к расчетам по отношению к массе Земли, с использованием гравитационной постоянной и момента вращения. Или же – через вычисление удельной теплоемкости вещества; в любом случае знания только плотности для вычисления объема будет недостаточно.
3
Вычислив массу твердого тела, можно вычислить объем – простым делением массы на плотность.
Обратите внимание
1. Указанные выше методы более или менее применимы только в случае однородности вещества, из которого состоит твердое тело
2. Приведенные методы более или менее применимы в сравнительно узком промежутке температур – от минус 25 до плюс 25 градусов Цельсия. При изменении агрегатного состояния вещества плотность может меняться скачкообразно; в этом случае формулы и методы вычислений будут совсем другими.

Совет 4: Как найти объем бочки

Современному человеку трудно понять, почему старинные бочки имели именно такую «пузатую» форму. Дело тут не в изысках древних дизайнеров. В принципе, для этого подошли бы и емкости усеченно-конической формы – и собирать легче и объем такой бочки найти нетрудно. Однако вряд ли бы такую бочку удалось далеко укатить…
Вам понадобится
  • - линейка;
  • - калькулятор;
  • - бечевка.
Инструкция
1
Прежде чем вычислять объем бочки, внимательно осмотрите ее. Современные бочки, как правило, изготавливаются промышленным способом. Поэтому они имеют стандартный объем, который наверняка где-нибудь указан. Емкость бочки (или ее содержимого) также можно найти в сопроводительных документах (накладных, счет-фактурах и т.п.).
2
В некоторых случаях объем проще определить экспериментально. Для этого возьмите ведро известной емкости и просто наполните бочку водой, сосчитав количество ведер. Если некоторая часть воды из последнего ведра не уместится в бочку, измерьте объем «лишней» воды литровой банкой и вычтите из общего объема, полученного при измерении ведрами.
3
Большинство современных металлических и пластиковых бочек имеют цилиндрическую форму. Чтобы найти объем такой бочки, измерьте ее высоту и диаметр. Постарайтесь измерить именно внутренний диаметр бочки, если вас интересует вместимость бочки, а не то, сколько места бочка займет в погребе. После чего, умножьте высоту бочки (в метрах) на квадрат диаметра (в метрах), затем умножьте на число «пи» (примерно, 3,14) и разделите на 4. Если бочек много, заранее разделите «пи» на 4 и умножайте полученный коэффициент на высоту и квадрат диаметра. В виде формулы это правило будет выглядеть следующим образом:Vцб = π/4 * D² * Hили Vцб ≈ 0,785 * D² * H,где:Vцб – объем цилиндрической бочки,D – внутренний диаметр дна/крышки бочки.π – число «пи», примерно равное 3,14.
4
Для измерения диаметра бочки возьмите бечевку и зафиксируйте один из ее концов на краю бочки. Затем отыщите на противоположном краю бочки самую удаленную точку и отметьте ее на бечевке (например, завяжите узелок). Измерьте длину бечевки с помощью рулетки или линейки. Результат запишите в метрах, в виде десятичной дроби. При измерении высоты бочки проблем возникнуть не должно. Однако учтите, что некоторые бочки имеют «приподнятое» дно, поэтому измерить необходимо именно внутреннюю высоту бочки.
5
Если на крышке бочки каким-либо образом указан ее центр (например, в центре находится отверстие для слива), то вместо диаметра измерьте радиус бочки. Формула для расчета объема бочки в этом случае будет аналогичной: Vцб = π * R² * H,где:R – радиус дна/крышки бочки,
6
Если ни диаметр, ни радиус бочки измерить невозможно (например, бочки стоят в несколько «этажей»), то определите ее «обхват» . Для этого возьмите бечевку и обмотайте ее вокруг бочки.Так как длина окружности вычисляется по формуле:L = π * D, где: L – обхват (длина окружности) бочки,то диаметр бочки будет равняться длине окружности, поделенной на π:D = L / π.Отсюда получается несложная формула:Vцб = L²/4π * Hили Vцб = L²/12,566 * H,
7
Чтобы найти объем настоящей деревянной бочки, воспользуйтесь практической формулой, которую применяет большинство виноделов:Vкб = 3,2 * r * R * H,где:Vкб – объем классической бочкиr – радиус дна/крышки бочки, R – радиус самой широкой части (середины) бочки.
8
Так как измерить радиус широкой части бочки довольно проблематично, то лучше воспользоваться формулой:Vкб = 0,8 * d * D * H.где:d – диаметр дна/крышки бочки, D – диаметр самой широкой части (середины) бочки.
Поиск
Совет полезен?
Комментарии 1
Пожаловаться
написал(а)
Автор не в ладах с физикой и математикой (видимо, был двоечником). Действительно, плотность имеет размерность кг/куб.м. Отсюда следует, что для вычисления плотности р следует килограммы (т.е. массу m) разделить на куб.метры (т.е. объём V). Далее путём сложных математических преобразований (которые, похоже, автору недоступны) можно получить выражение: m = V * p, т.е. всё же лучше для вычисления массы объём не делить (как настойчиво советует автор), а умножить на плотность.
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500