Масса тела единицы массы кратко
Обновлено: 05.07.2024
1. От чего зависит скорость тела после взаимодействия?
При взаимодействии двух тел скорости первого и второго тела всегда меняютcя.
После взаимодействия тела приобретают скорости, которые могут значительно отличаться друг от друга.
Скорости, которые приобретают два тела в результате взаимодействия, можно измерить.
Про тело, которое после взаимодействия приобрело меньшую скорость, говорят, что оно массивнее другого тела, то есть у него больше масса.
Тело, которое после взаимодействия движется с большей скоростью, имеет меньшую массу.
Человек спрыгнул далеко вперед со стоящей тележки на колесах, оттолкнувшись от нее, при этом тележка едва тронулась с места.
Скорость человека при прыжке была явно больше скорости отката тележки.
Значит их массы различны.
Тележка массивнее человека, то есть у нее больше масса.
По скоростям, приобретенным телами в результате взаимодействия, сравнивают массы этих тел.
Если после взаимодействия тела движутся с равными скоростями, значит их массы одинаковы.
Если после взаимодействия тела приобрели разные скорости, то их массы различны.
Во сколько раз скорость первого тела больше скорости второго тела, во столько раз масса первого тела меньше массы второго.
Во сколько раз скорость первого тела меньше скорости второго тела, во столько раз масса первого тела больше массы второго.
2. Что называется инертностью тела?
Чем меньше меняется скорость тела при взаимодействии, тем большую массу оно имеет.
Такое тело называют более инертным.
Чем больше меняется скорость тела при взаимодействии, тем меньшую массу оно имеет.
Это тело менее инертно.
Человек спрыгнул далеко вперед со стоящей тележки на колесах, оттолкнувшись от нее, при этом тележка едва тронулась с места.
Скорость человека при прыжке была явно больше скорости отката тележки.
Скорость человека после взаимодействия с тележкой изменилась больше, чем скорость тележки.
Значит тележка более инертна, а человек менее инертен.
Каждое тело обладает своей степенью инертности.
Инертностью называют свойство тела менять свою скорость при взаимодействии.
3. Что называется массой тела?
Масса тела — это физическая величина, которая характеризует его инертность.
Любое физическое тело обладает массой.
Массу обозначают буквой m.
За единицу массы в СИ принят 1 килограмм (1 кг).
На практике используют и другие единицы массы: тонна (т), грамм (г), миллиграмм (мг).
1 т= 1000 кг (10 3 кг)
1кг = = 0,001 т = 1000г (10 3 г) = 1 000 000 мг (10 6 мг)
1г = 0,001 кг (10 -З кг)
1 мг = 0,001 г (10 -3 г) = 0,000001 кг (10 -6 кг)
4. Где хранится эталон массы?
Эталон-точный образец массы в 1 кг изготовлен из сплава двух металлов: платины и иридия.
Международный эталон килограмма хранится в г. Севре, Франция.
С международного эталона сделано более 40 точнейших копий, разосланных в разные страны.
Одна из копий международного эталона килограмма имеется в России, в Институте метрологии им. Д. И, Менделеева в Санкт-Петербурге.
5. Как измерить массу тела?
Измерить массу тела можно с помощью весов.
Весы - это измерительный прибор.
Весы бывают разных конструкций.
Основная часть учебных весов — горизонтальный стержень-коромысло, который может колебаться вокруг оси в середине стержня. С двух сторон к концам стержня подвешены 2 чашки. Если массы тел, положенных на чашки весов, равны друг другу, то чашки весов будут находиться в равновесии.
На одну чашку весов помещают тело, массу которого нужно определить, а на другую — гири.
Гири подбирают так, чтобы установить равновесие.
Масса тела равна массе этих гирь.
1. Все тела притягиваются друг к другу. Это – явление гравитации (явление всемирного тяготения). Гравитационное притяжение тел проявляется тем заметнее, чем больше их масса.
2. Масса тела является мерой инертности тела: чем больше масса, тем меньше изменяется скорость тела при одном и том же воздействии на него. Массу тела можно измерить взвешиванием.
3. Весы – прибор для измерения массы тел. Действие рычажных весов основано на сравнении гравитационного притяжения взвешиваемого тела и гравитационного притяжения гирь к Земле.
4. Единица массы в СИ – 1 кг (один килограмм). Это масса единственной в мире гири – международного эталона килограмма.
5. Скорость никакого тела нельзя изменить мгновенно; для этого необходимо некоторое время. Свойство тел требовать некоторого времени для изменения своей скорости называют инертностью тел.
6. Свойство инертности может быть использовано для измерения массы какого-либо тела при помощи метода взаимодействия с другим телом известной массы.
Плотность вещества
8. Частное от деления массы любого вещества на его объём – величина постоянная, называемая плотностью вещества. Единица для измерения плотности – 1 кг/м³. Числовое значение плотности вещества показывает массу единицы объёма этого вещества.
9. Средняя плотность вещества – физическая величина, равная отношению массы тела к его объёму. Если тело однородное (состоит из одного вещества), то средняя плотность тела равна плотности его вещества.
10. Плотность веществ зависит от их состояния и температуры. При переходе в газообразное состояние плотность всех веществ уменьшается. При переходе из твёрдого состояния в жидкое плотность большинства веществ также уменьшается. Исключение: вода и лёд.
11. Плотность веществ зависит от атмосферного давления (строго говоря, от давления всех тел, включая атмосферный воздух). При увеличении давления плотность всех веществ возрастает.
Когда два тела взаимодействуют друг с другом, их скорости могут меняться. Что мы здесь имеем в виду? Тела могут останавливаться, разгоняться, замедляться, могут начать двигаться в другом направлении.
В прошлом уроке мы рассматривали пример с солдатом и ружьем: в данном случае пуля приобрела намного большую скорость нежели ружье. Почему так происходит? В данном уроке мы рассмотрим как и почему изменяются скорости взаимодействующих друг с другом тел.
Опытное рассмотрение взаимодействия тел разной массы
В прошлом уроке мы рассматривали опыт с двумя тележками, к одной из которых была прикреплена гибкая металлическая пластина. Проведем похожий опыт (рисунок 1). На одну из тележек установим груз (рисунок 1,а).
Рисунок 1. Опыт, иллюстрирующий взаимодействие двух тел разной массы.
Красной линией отмечено исходное положение тележек. После того, как мы разрежем нить, скрепляющую пластину, тележки разъедутся в разные стороны. Но теперь мы ясно видим, что тележка с грузом откатилась на меньшее расстояние, чем тележка без груза (рисунок 1, б).
Тележки прошли разный путь $\to$ приобрели разные скорости после взаимодействия друг с другом.
Логично, что та тележка, которая прошла меньший путь, имела меньшую скорость. Но это была тележка с грузом. Тележка, движущаяся с меньшей скоростью, обладает большей массой, а тележка с большей скоростью обладает меньшей массой.
Скорости, приобретенные телами после взаимодействия друг с другом, зависят от их массы.
Соотношение масс и приобретенных после взаимодействия скоростей
Мы можем измерить скорости тележек после взаимодействия и сравнить их массы. Опытным путем было установлено соотношение:
Например, мы измерили скорость тележек после взаимодействия. Скорость одной тележки составила $10 \frac$, а скорость другой — $20 \frac$. Запишем соотношение:
Отсюда, $m_1 = 2m_2$:
т.к. скорость второй тележки в 2 раза больше скорости первой, то ее масса будет в 2 раза меньше массы первой тележки.
Тогда, если после взаимодействия
- скорости изначально покоившихся тел одинаковы $\to$ их массы одинаковы;
- скорости тел различные $\to$ массы тел тоже различны.
Инертность и масса тела
Когда мы разбирали определении инерции (способность сохранять скорость тела при отсутствии действия на него других тел), мы упоминали понятие инертности. Рассмотрев взаимодействие тел друг с другом и изменение скорости, теперь мы можем дать полное определение и этому понятию.
Инертность — это индивидуальное свойство каждого тела по-своему менять свою скорость при взаимодействии с другими телами:
- чем меньше меняется скорость, тем большую массу имеет тело — оно более инертно
- чем больше меняется скорость, тем меньшую массу имеет тело — оно менее инертно
Масса тела — это физическая величина, которая является мерой инертности тела.
Единицы измерения массы
Массу обозначают буквой $m$.
Единица массы в СИ — килограмм (1 кг).
Существует так называемый “эталон” — цилиндр из сплава платины и иридия весом ровно 1 кг. Международный эталон был выпущен в 1889 году и хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севре (близ Парижа). Хоть он и хранился под герметичными колпаками (рисунок 2), его вес менялся, теряя примерно по 50 микрограммов за 100 лет. Но с 20 мая 2019 года он перестал был значимым. Теперь эту единицу (кг) определяют через физическую константу — постоянную Планка, о которой вы узнаете в старших классах.
Рисунок 2. Эталон килограмма.
Другие используемые единицы массы: тонна (т), грамм (г), миллиграмм (мг):
- 1 т = 1 000 кг ($10^3 кг$)
- 1 кг = 1 000 г ($10^3 г$)
- 1 кг = 1 000 000 мг ($10^6 мг$)
- 1 г = 0,001 кг ($10^кг$)
- 1 мг = 0,001 г ($10^ г$)
- 1 мг = 0,000001 кг ($10^ кг$)
Примеры задач
- Пуля вылетает из ружья массой $9 кг$ со скоростью $800 \frac$. Скорость отдачи ружья составляет $1,3 \frac$. Рассчитайте массу пули.
Дано:
$m_р = 9 кг$
$\upsilon_р = 1,3 \frac$
$\upsilon_п = 800 \frac$
Найти:
$m_п — ?$
Показать решение и ответ
Решение:
Запишем соотношение масс и скоростей взаимодействующих тел:
$\frac = \frac<\upsilon_р><\upsilon_п>$.
Выразим и рассчитаем $m_п$:
$m_п = \frac<\upsilon_р \cdot m_р> <\upsilon_п>= \frac \cdot 9 кг>> \approx 0,015 кг \approx 15 г$
Ответ: $m_п \approx 0,015 кг \approx 15 г$.
- Мальчик весом $40 кг$ спрыгивает на берег со скоростью $4 \frac$. С какой скоростью отплывет лодка, если ее масса $100 кг$?
Дано:
$m_м = 40 кг$
$\upsilon_м = 4 \frac$
$m_л = 100 кг$
Найти:
$\upsilon_л -?$
Показать решение и ответ
Решение:
Запишем соотношение масс и скоростей взаимодействующих тел:$$\frac<\upsilon_л> <\upsilon_м>= \frac$$
Одной из важнейших характеристик любого тела является его масса. Во многих физических законах и уравнениях масса тела играет одну из важнейших ролей, иногда совершенно меняя результат физического явления. Например, при равном объёме всплывание тела в одной и той же жидкости определяется исключительно массой. Поговорим о том, что это за величина, какие у неё свойства и особенности, на что влияет масса тела.
Масса тела
Для знакомства с физической природой массы проще всего провести опыт с телами одинаковой формы и размеров, но различной массы. Например, можно взять небольшой воздушный шарик, футбольный мяч и чугунное ядро тех же размеров (20—25 см диаметром).
Несмотря на одинаковые размеры, эти три тела при броске поведут себя совершенно по-разному. Воздушный шарик после удара по нему сразу приобретёт скорость, практически равную скорости руки. Но далее его скорость будет очень быстро уменьшаться из-за воздушного сопротивления. Футбольный мяч после удара пролетит гораздо дальше — на десятки метров. Но сообщить ему ту же начальную скорость, как воздушному шарику, будет труднее. Если же взять чугунное ядро, то силы мускулов хватит лишь на то, чтобы бросить его на пару метров.
Почему же в приведённых трёх примерах получается совершенно разный результат? Ответ заключается в разнице масс используемых предметов.
Рис. 1. Масса тела
Свойства массы
Масса — это свойство любого материального объекта. Из-за наличия массы телам невозможно сообщить скорость мгновенно. Потребуется некоторое время, за которое тело наберёт скорость — тем большее, чем больше инертность тела, то есть чем большей массой оно обладает.
Масса также участвует в гравитационных взаимодействиях, она входит в формулу закона всемирного тяготения, учитывается в расчётах движения небесных тел. Неоднократные опыты доказывают эквивалентность инертной и гравитационной массы. Однако причина этого равенства — вопрос, открытый в современной физике.
Рис. 2. Гравитация в физике.
Единица измерения массы в СИ — килограмм (кг). Это базовая единица, то есть она не выводится из других, а сравнивается с некоторым эталоном. Изначально эталоном килограмма был вес воды объёмом 1 литр. Позже за эталон был принят специально изготовленный цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм, сделанным из платино-иридиевого сплава. Сейчас килограмм определяется из фундаментальных физических констант (таких, как постоянная Планка, постоянная Больцмана).
Рис. 3. Эталон килограмма
Что мы узнали?
Любой материальный объект обладает инертностью, то есть для того чтобы изменить его скорость, требуется некоторое время и силы. Мера инертности — это масса. Масса также участвует в гравитационном взаимодействии. Измеряется масса в килограммах.
Читайте также: