Совет 1: Как найти массу, зная плотность и объем

В практических задачах по физике и математике часто встречаются такие величины как объем, масса и плотность. Зная плотность и объем тела или вещества, вполне возможно найти его массу.
Вам понадобится
  • - компьютер или калькулятор;
  • - рулетка;
  • - мерная емкость;
  • - линейка.
Инструкция
1
Как известно, предметы, имеющие один и тот же объем, но сделанные из разных материалов, будут иметь разную массу (дерево и металл, стекло и пластмасса). Массы тел, изготовленных из одного и того же вещества (без пустот), прямо пропорциональны объему рассматриваемых предметов. Иначе говоря, постоянной величиной является отношение массы предмета к его объему. Эта величина носит название «плотность вещества . В дальнейшем обозначим ее буквой d.
2
Исходя из определения, d=m/V, где
m – 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, можно из таблицы плотностей в приложении к учебнику физики или на сайте http://www.kristallikov.net/page15.html, где приведены плотности практически всех существующих веществ.
4
Объем предмета можно рассчитать по формуле: V=S*h, где
V – объем (м3),
S – площадь основания предмета (м2),
H – высота предмета (м).
5
Если нет возможности с точностью произвести измерение геометрических размеров тела, воспользуйтесь законом Архимеда. Для этого возьмите сосуд, имеющий шкалу (или деления) для измерения объема жидкости, опустите предмет в воду (в сам сосуд, снабженный делениями). Объем, на который увеличится содержимое сосуда, - и есть объем погруженного в него тела.
6
Если известны плотность d и объем V предмета, всегда можно найти его массу, пользуясь формулой: m=V*d. Перед расчетом массы приведите все единицы измерения в одну систему, например, в интернациональную систему измерения СИ.
7
Вывод из приведенных формул следующий: чтобы получить искомое значение массы, зная плотность и объем, надо умножить значение объема тела на значение плотности вещества, из которого оно сделано.

Совет 2: Как найти массу тела

Массу тела обычно определяют экспериментально. Для этого берут груз, ставят его на весы и получают результат измерения. Но при решении физических задач, приведенных в учебниках, измерение массы по объективным причинам невозможно, зато имеются те или иные данные о теле. Зная эти данные, можно определить массу тела косвенно путем расчета.
Инструкция
1
В школьных курсах физики, химии, астрономии можно встретить понятие массы. По массе тела находят обратные величины - объем, плотность, силу. Масса - количественный показатель вещества, поэтому в задачах по химии количество вещества находят, исходя из массы. Масса зависит от свойств вещества, из которого состоит тело, а также от количества этого вещества.Существует несколько основных методов расчета массы. Выбирают их в зависимости от того, какие другие физические величины заданы в задаче. Рассмотрим каждый случай по отдельности.
2
Самый распространенный способ нахождения массы тела - это ее расчет на основании объема и плотности. Правда, в ряде задач перед определением массы приходится рассчитывать сам объем, руководствуясь иными геометрическими характеристиками тела. Например, для цилиндра с известными площадью основания и высотой, изготовленного из вещества с известной 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 достаточно просто умножить на плотность:m=?*V
3
Другой раздел физики, где приходится рассчитывать массу - динамика. Обычно в нем изучается взаимодействие между телами, действие внешних сил на тела, состояние тел при равномерном движении. Любое тело силой F получает ускорение при взаимодействии с другим телом. При этом, оно некоторую массу m. Массы связана с силой следующим соотношением:F=m*a, где a - ускорение заданного тела; m -масса телаОтсюда можно узнать массу тела:m=F/a
4
В учебниках по химии мы встречаются понятия количества вещества и молярной массы. Через эти две величины также можно выразить массу вещества. Поскольку количество вещества - это физическая величина, пропорциональная числу частиц, из которых состоит вещество, а молярная масса - масса одного моля вещества, рассчитать массу заданного количества этого вещества можно следующим образом:mв=Mв*nв, где Mв - молярная масса, nв -количество вещества
Видео по теме
Полезный совет
Пример задачи по нахождению массы тела.

Допустим, дан небольшой железный шарик радиусом R=5 см. Определить массу шарика, если известно, что p жел.= 7,8 мг/м^3.

Первоначально найдите объем шара. Он равен:

V=4πR^2=4*3,14*25=314 см^3

Масса рассчитывается следующим образом:

m=p*V=7,8*314=24,492 г
Источники:
  • как определить массу тела

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 массу в физике

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
Пусть задано некое тело объемом V и плотностью его вещества p. Тогда его массу подсчитывают так:
m = p*V. Для наглядности приводится пример:
Пусть 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
Понятие массы часто путают с другой, не менее редко встречающейся, физической величиной - весом. Вес измеряется в н/м³ 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 отмечено, лишь на гравитацию Земли.

Совет 5: Как найти плотность тела

При решении некоторых физических задач требуется найти плотность тела. Иногда плотность физического тела необходимо определить и на практике, например, для того чтобы узнать, утонет оно или нет. Кстати, тело человека также можно отнести к физическим телам. Причем понятие «плотности» человеческого тела давно уже вошло в обиход. Так «крепко сбитого» человека обычно называют «плотным», а того, кто имеет противоположную конституцию тела – «рыхлым».
Вам понадобится
  • калькулятор, весы, линейка, мерная кружка, таблица плотности веществ.
Инструкция
1
Чтобы найти плотность физического тела, определите из какого вещества или материала оно состоит. Затем возьмите таблицу плотности веществ и найдите в ней соответствующее вещество. Так, например, если предмет изготовлен из алюминия, его плотность будет равна 2,7 г/см³.
2
Если тело состоит из нескольких веществ, то найдите в соответствующих таблицах плотность каждого из них. Чтобы найти плотность тела в целом, определите вклад каждого вещества в формирование плотности предмета. Для этого определите объем или массу каждой однородной части, а затем посчитайте массу и объем всего тела.
3
Пусть, например, тело состоит из двух частей массой m1 и m2, соответственно. Плотность каждой части – ρ1 и ρ2. Чтобы найти среднюю плотность тела, найдите общий объем: V = V1 + V2 = m1 * ρ1 + m2 * ρ2, а затем разделите на общую массу тела (m = m1 + m2): ρ = V / m = (m1 * ρ1 + m2 * ρ2) / (m1 + m2), где:V – общий объем тела;
V1 и V2 – объем первой и второй части тела соответственно;
m – общая масса тела;
m1 и m2 – масса первой и второй части тела соответственно;
ρ – средняя плотность тела;
ρ1 и ρ2 – плотность первой и второй части тела соответственно.
4
Если известны объемы (V1 и V2) каждой части тела, а также их плотности, для вычисления плотности тела воспользуйтесь аналогичной формулой:ρ = V / m = (V1 + V2) / (m1 + m2) = (V1 + V2) / (V1 / ρ1 + V2 / ρ2). Обозначения параметров те же, что и в предыдущей формуле.
5
Если материал (вещество), из которого состоит тело, неизвестен или имеет непостоянную плотность (например, дерево, плотность которого зависит от влажности), чтобы найти его плотность, определите его объем и разделите на массу. То есть воспользуйтесь формулой:ρ = V / m.Для этого, конечно, придется посчитать или измерить объем и массу тела, зато такой метод даст самый точный результат. Если тело имеет форму простой геометрической фигуры, посчитайте его объем, воспользовавшись соответствующими формулами стереометрии. Объем сложных тел определите через объем вытесненной ими жидкости. Массу тела найдите с помощью взвешивания.
Источники:
  • как определить плотность тела

Совет 6: Как найти массу, если известны объем и плотность

Масса какого-либо тела является его важнейшей физической характеристикой. В современной физической науке есть разграничение понятия "масса": гравитационная масса (как степень воздействия тела на земную гравитацию) и инертная масса (какое усилие потребуется для того, чтобы вывести тело из состояния инерции). В любом случае найти массу очень легко, если известны плотность и объем тела.
Инструкция
1
В том случае, если у тела известны такие показатели, как его объем (V) и плотность (p), то для расчета массы тела потребуется использовать формулу: m = p*V.
2
Для наглядности можно привести пример. Требуется найти массу бетонной плиты, чей объем составляет 15 м³.
Решение: для нахождения массы бетонной плиты требуется знать только лишь его плотность. Для того, чтобы узнать эту информацию, нужно воспользоваться таблицей плотностей различных веществ.
3
Согласно этой таблице плотность бетона составляет 2300 кг/м³. Тогда для того, чтобы найти массу бетонной плиты, потребуется совершить простое алгебраическое действие: m = 15*2300 = 34500 кг, или 34.5 тонн. Ответ: масса бетонной плиты составляет 34.5 тонн
4
Измерение массы традиционным способом происходит при помощи одного из древнейших приборов человечества - с помощью весов. Это происходит благодаря сравнению массы тела с помощью эталонной массы груза - гирь.
Обратите внимание
Проводя расчет по указанной выше формуле, необходимо осознавать, что таким образом узнается масса покоя данного тела. Интересен факт того, что многие элементарные частицы обладают колеблющейся массой, которая зависит от скорости их движения. Если элементарная частица движется со скоростью тела, то эта частица является безмассовой (например, фотон). Если же скорость движения частицы ниже скорости света, то такая частица называется массивной.
Полезный совет
При измерении массы никогда нельзя забывать, в какой системе будет дан конечный результат. 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 издревле измеряли в пудах, берковцах, золотниках.
Источники:
  • масса бетонной плиты

Совет 7: Как найти массу вещества, зная объем

У вас есть двухсотлитровая бочка. Вы планируете ее полностью заправить дизельным топливом, которое используете для отопления своей мини-котельной. А сколько она будет весить, наполненная соляром? Сейчас вычислим.
Вам понадобится
  • - таблица удельной плотности веществ;
  • - умение производить простейшие математические вычисления.
Инструкция
1
Чтобы найти массу вещества по его объему, воспользуйтесь формулой удельной плотности вещества.

p = m/v
здесь 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
Итак, по условиям задачи, у вас есть двухсотлитровая бочка. Это значит: бочка емкостью 2 м3. Двухсотлитровой ее называют, потому что воды, с ее удельной плотностью равной единице, в такую бочку входит 200 литров.

Вас интересует масса. Поэтому выводите ее в представленной формуле на первое место.

m = p*v

В правой части формулы неизвестно значение р – удельная плотность дизельного топлива. Найдите его по справочнику. Еще проще – задать в поиск запрос в интернете «удельная плотность дизельного топлива».
3
Нашли: 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 предварительно бочку, можно рассчитать общий вес и прикинуть мощность стеллажа под бочку с соляром.
4
В сельской местности полезным бывает заранее рассчитать массу необходимых по кубатуре дров, чтобы определиться с грузоподъемностью транспорта, на котором будут доставляться эти дрова.

К примеру, вам на зиму необходим 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)

Теперь, исходя из грузоподъемности и вместимости кузова, вы можете определиться с видом транспортного средства и количеством поездок.
Видео по теме
Обратите внимание
Люди постарше больше знакомы с понятием удельного веса. Удельная плотность вещества – это то же, что и удельный вес.

Совет 8: Как найти массу жидкости

Бывают ситуации, когда необходимо вычислить массу жидкости, содержащейся в какой-либо емкости. Это может быть и во время учебного занятия в лаборатории, и в ходе решения бытовой проблемы, например, при ремонте или покраске.
Инструкция
1
Самый простой метод – прибегнуть к взвешиванию. Сначала взвесьте емкость вместе с жидкостью, потом перелейте жидкость в другую емкость, подходящую по размерам, и взвесьте пустую тару. А затем остается лишь вычесть из большего значения меньшее, и вы получите ответ. Разумеется, к этому способу можно прибегать, только имея дело с невязкими жидкостями, которые после перелива практически не остаются на стенках и днище первой емкости. То есть, какое-то количество и тогда останется, но оно будет настолько мало, что им можно пренебречь, на точности вычислений это почти не отразится.
2
А если жидкость вязкая, например, глицерин? Как тогда определить ее массу? В этом случае вам надо знать ее плотность (ρ) и занимаемый объем (V). А дальше уже все элементарно. Масса (М) вычисляется по формуле М = ρV. Разумеется, перед вычислением надо перевести сомножители в единую систему единиц.
3
Плотность жидкости можно найти в физическом или химическом справочнике. Но лучше воспользоваться измерительным прибором – плотномером (денситометром). А объем можно вычислить, зная форму и габаритные размеры емкости (если она имеет правильную геометрическую форму). Например, если тот же глицерин находится в цилиндрической бочке с диаметром основания d и высотой h, то объем бочки вычисляется по формуле: πd^2h/4.
4
Предположим, вам задана такая задача. В ходе лабораторного эксперимента, жидкость массой m, находящаяся в емкости калориметра и имеющая теплоемкость с, была нагрета от первоначальной температуры t1 до конечной температуры t2. На этот нагрев было затрачено количество теплоты, равное Q. Какова масса этой жидкости?
5
Все величины, кроме m, известны, потерями тепла в ходе эксперимента можно пренебречь. В вычислении нет абсолютно ничего сложного. Необходимо лишь вспомнить формулу, связывающую количество теплоты, массу жидкости, ее теплоемкость и разницу в температурах. Она такова: Q = mc(t2-t1). Следовательно, масса жидкости вычисляется по формуле: m = Q/c(t2-t1). Подставив в формулу известные вам величины, вы легко вычислите массу жидкости m.

Совет 9: Как найти величину h по физике

Значение постоянной Планка, обозначаемой буквой h, определено экспериментально в лабораторных условиях с точностью до десяти знаков после запятой. Поставить опыт по ее определению можно и в физическом кабинете, но точность будет значительно меньше.
Вам понадобится
  • - фотоэлемент с внешним фотоэффектом;
  • - источник света с монохроматором;
  • - плавно регулируемый источник питания на 12 В;
  • - вольтметр;
  • - микроамперметр;
  • - лампочка на 12 В, 0,1 А;
  • - калькулятор, работающий с числами, представленными в экспоненциальной форме.
Инструкция
1
Используйте для опыта фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Элемент с внутренним фотоэффектом (т.е., не вакуумный, а полупроводниковый) не подойдет. Испытайте его на пригодность для проведения опыта, для чего подключите к микроамперметру непосредственно, соблюдая полярность. Направьте на него свет - стрелка должна отклониться. Если этого не произойдет, используйте фотоэлемент другого типа.
2
Не меняя полярности подключения ни фотоэлемента, ни микроамперметра, разорвите цепь и включите в ее разрыв регулируемый источник питания, выходное напряжение которого можно плавно менять от 0 до 12 В (с двумя ручками для грубой и точной регулировки). Внимание: включать этот источник следует не в прямой, а в обратной полярности, чтобы он своим напряжением не увеличивал, а уменьшал ток через элемент. Параллельно ему подключите вольтметр - на этот раз в полярности, соответствующей обозначениям на источнике. Этого можно не делать, если в блоке имеется встроенный вольтметр. Также подключите параллельно выходу нагрузку, например, в виде лампочки на 12 В, 0,1 А, на случай, если внутреннее сопротивление источника велико. Свет лампочки 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, чтобы ток через микроамперметр стал равным нулю. Оставьте регулятор в этом положении. Запишите показания вольтметра и шкалы монохроматора.
4
Выставьте на монохроматоре длину волны порядка 450 нанометров. Немного увеличьте выходное напряжение источника питания, чтобы ток через фотоэлемент снова стал равным нулю. Запишите новые показания вольтметра и шкалы монохроматора.
5
Вычислите частоту света в герцах для первого и второго опытов. Для этого поделите скорость света в вакууме, равную 299792458 м/с, на длину волны, предварительно переведенную из нанометров в метры. Для простоты считайте коэффициент преломления воздуха равным 1.
6
Вычтите большее напряжение из меньшего. Результат умножьте на заряд электрона, равный 1,602176565(35)·10^(−19) кулона (Кл), а затем поделите на результат вычитания большей частоты из меньшей. Получится постоянная Планка, выраженная в джоулях, умноженных на секунду (Дж·с). Если она будет близка к официальному значению, равному 6,62606957(29)·10^(-34) Дж·с, опыт можно считать поставленным правильно.
Видео по теме
Обратите внимание
Соблюдайте осторожность при работе с электрическим оборудованием.
Источники:
  • как находить массу
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше