แนวคิดที่เราคุ้นเคยตั้งแต่เด็กปฐมวัยคือมวลชน และในทางฟิสิกส์ ความยากลำบากบางอย่างเกี่ยวข้องกับการศึกษา ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดให้ชัดเจนว่ามวลคืออะไร คุณจะจำเธอได้อย่างไร? แล้วทำไมน้ำหนักไม่เท่ากัน
การหามวล
ความหมายทางวิทยาศาสตร์ตามธรรมชาติของค่านี้คือ กำหนดปริมาณของสสารที่มีอยู่ในร่างกาย สำหรับการกำหนด เป็นเรื่องปกติที่จะใช้อักษรละติน m หน่วยวัดในระบบมาตรฐานคือกิโลกรัม ในงานและชีวิตประจำวัน มักใช้สิ่งนอกระบบ: กรัมและตัน
ในหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน คำตอบสำหรับคำถาม: "มวลคืออะไร" ในการศึกษาปรากฏการณ์ความเฉื่อย จากนั้นถูกกำหนดให้เป็นความสามารถของร่างกายในการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการเคลื่อนที่ ดังนั้นมวลจึงเรียกว่าเฉื่อย
น้ำหนักเท่าไหร่
อย่างแรก มันคือแรง นั่นคือเวกเตอร์ มวลเป็นปริมาณสเกลาร์ เวกเตอร์น้ำหนักติดอยู่กับส่วนรองรับหรือช่วงล่างเสมอ และมุ่งไปในทิศทางเดียวกับแรงโน้มถ่วง นั่นคือในแนวตั้ง
สูตรคำนวนน้ำหนักขึ้นอยู่กับว่าการสนับสนุนนี้ (ระงับ) ในกรณีพักระบบ ใช้นิพจน์ต่อไปนี้:
Р=mg โดยที่ Р (ตัวอักษร W ถูกใช้ในแหล่งข้อมูลภาษาอังกฤษ) คือน้ำหนักของร่างกาย g คือความเร่งของการตกอย่างอิสระ สำหรับโลก g มักจะเท่ากับ 9.8 m/s2.
สูตรมวลหาได้จากมัน m=P / g.
เมื่อเคลื่อนตัวลง นั่นคือ ในทิศทางของน้ำหนัก ค่าของมันจะลดลง ดังนั้นสูตรจึงกลายเป็น:
Р=ม. (ก. - ก). โดยที่ "a" คืออัตราเร่งของระบบ
นั่นคือเมื่อความเร่งทั้งสองเท่ากัน จะสังเกตเห็นสภาวะไร้น้ำหนักเมื่อน้ำหนักตัวเป็นศูนย์
เมื่อร่างกายเริ่มขยับขึ้นก็พูดถึงน้ำหนักขึ้น ในสถานการณ์นี้ จะเกิดสภาวะโอเวอร์โหลด เพราะน้ำหนักตัวเพิ่มขึ้น สูตรก็จะประมาณนี้
P=ม. (ก. + ก).
มวลสัมพันธ์กับความหนาแน่นอย่างไร
ง่ายมาก ยิ่งความหนาแน่นของสารที่ร่างกายประกอบขึ้นเป็นเท่าใดมวลก็จะยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น ท้ายที่สุด ความหนาแน่นถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของปริมาณสองปริมาณ อันแรกคือมวล ปริมาตรคืออันที่สอง เพื่อกำหนดค่านี้ อักษรกรีก ρ ถูกเลือก หน่วยวัดคืออัตราส่วนของกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
จากสูตรข้างต้นนี้ สูตรมวลอยู่ในรูปแบบต่อไปนี้:
m=ρV โดยที่ตัวอักษร V หมายถึงปริมาตรของร่างกาย
งานบันเทิง
หลังจากชี้แจงคำถามว่ามวลคืออะไร ก็เริ่มแก้ปัญหาได้ พวกนั้นที่มีเนื้อหาที่น่าสนใจจะทำให้นักเรียนสนใจมากขึ้น
ภารกิจที่ 1 เงื่อนไข: วินนี่เดอะพูห์ถูกนำเสนอด้วยหม้อสองลิตรที่เหมือนกัน อันหนึ่งมีน้ำผึ้ง อีกอันมีน้ำมัน จะรู้ได้อย่างไรว่าน้ำผึ้งตัวไหนอยู่ในโดยไม่ต้องเปิด
ตัดสินใจ. ความหนาแน่นของน้ำผึ้งมากกว่าเนย อันแรกคือ 1430 กก./ม.3 และอันที่สองคือ 920 กก./ม.3 ดังนั้นด้วยหม้อที่มีปริมาตรเท่ากัน หม้อที่มีน้ำผึ้งจะหนักกว่า
เพื่อให้ตอบคำถามของปัญหาได้แม่นยำยิ่งขึ้น คุณจะต้องคำนวณมวลของน้ำผึ้งและน้ำมันในหม้อ ปริมาตรของพวกเขาเป็นที่รู้จัก - มันคือ 1 ลิตร แต่ในการคำนวณ คุณจะต้องมีค่าเป็นลูกบาศก์เมตร ดังนั้นสิ่งแรกที่ต้องทำคือแปล หนึ่ง m3 บรรจุ 1,000 ลิตร ดังนั้นเมื่อคำนวณผลลัพธ์ คุณจะต้องใช้ค่าปริมาตรเท่ากับ 0.001 m3.
ตอนนี้สามารถใช้สูตรมวลโดยคูณความหนาแน่นด้วยปริมาตร หลังจากการคำนวณอย่างง่าย จะได้ค่ามวลดังต่อไปนี้: 1.43 กก. และ 0.92 กก. สำหรับน้ำผึ้งและน้ำมันตามลำดับ
คำตอบ: หม้อน้ำผึ้งหนักกว่า
ปัญหาที่ 2 เงื่อนไข: ตัวตลกยกน้ำหนักโดยไม่มีปัญหาใด ๆ ซึ่งเขียนว่ามวลของมันคือ 500 กิโลกรัม มวลจริงของน้ำหนักคือเท่าไรถ้าปริมาตรของมันคือ 5 ลิตรและวัสดุที่ทำจากไม้ก๊อก
ตัดสินใจ. ในตาราง คุณต้องหาค่าความหนาแน่นของจุกไม้ก๊อก เท่ากับ 240 กก./ม.3 ตอนนี้ คุณต้องแปลค่าของโวลุ่ม คุณจะได้ 0.005 m3.
รู้ปริมาณเหล่านี้แล้วไม่ยากที่จะใช้สูตรที่รู้อยู่แล้วถึงนับมวลของน้ำหนักปลอม ปรากฎว่าเท่ากับ 1.2 กก. ตอนนี้ฉันเข้าใจแล้วว่าทำไมตัวตลกถึงไม่แข็งเลย
ตอบ. มวลจริงของ kettlebell คือ 1.2 กก.
ปัญหาที่ 3 เงื่อนไข: มารกำลังนั่งอยู่ในตะเกียงซึ่งไม่ทราบระดับเสียง แต่ความหนาแน่นในขณะนั้นอยู่ที่ 40,000 กก./ม.3 เมื่อปล่อยออกจากขวด ก็เริ่มมีพารามิเตอร์ของร่างกายมนุษย์ธรรมดา: ปริมาตร 0.08 m3 ความหนาแน่น 1000 กก./ม.3. ปริมาณของหลอดไฟคืออะไร?
ตัดสินใจ. ก่อนอื่นคุณต้องหามวลของมันให้อยู่ในสภาพปกติก่อน จะเท่ากับ 80 กก. ตอนนี้เราสามารถไปหาปริมาตรของหลอดไฟได้แล้ว เราจะถือว่า Jean ครอบครองพื้นที่ทั้งหมดภายในนั้น จากนั้นคุณต้องหารมวลด้วยความหนาแน่น นั่นคือ 80 ด้วย 40,000 ค่าจะเป็น 0.002 m3 ซึ่งเท่ากับสองลิตร
ตอบ. ปริมาตรหลอดไฟ 2 ลิตร
ปัญหาการคำนวณมวล
ความต่อเนื่องของการสนทนาเกี่ยวกับมวลที่ควรจะเป็นการแก้ปัญหาของงานที่เกี่ยวข้องกับชีวิต ต่อไปนี้เป็นสองสถานการณ์ที่จะแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการประยุกต์ใช้ความรู้ในทางปฏิบัติ
ปัญหาที่ 4 เงื่อนไข: ในปี 1979 เกิดอุบัติเหตุเรือบรรทุกน้ำมันซึ่งเป็นผลมาจากน้ำมันเข้าไปในอ่าว มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 640 ม. หนา 208 ซม. น้ำมันที่หกออกมามีมวลเท่าไร
ตัดสินใจ. ความหนาแน่นของน้ำมันอยู่ที่ 800 กก./ม.3 หากต้องการใช้สูตรที่ทราบอยู่แล้ว คุณจำเป็นต้องทราบปริมาตรของจุดนั้น คำนวณได้ง่ายถ้าเราหาจุดทรงกระบอก จากนั้นสูตรปริมาตรจะเป็น
V=πr2h.
ยิ่งไปกว่านั้น r คือรัศมี และ h คือความสูงของกระบอกสูบจากนั้นปริมาตรจะเท่ากับ 668794.88 m3 ตอนนี้คุณสามารถคำนวณมวล มันจะออกมาเป็นแบบนี้: 535034904 กก.
เฉลย: มวลน้ำมันประมาณ 535036 ตัน
ปัญหา 5. สภาพ: ความยาวของสายโทรศัพท์ที่ยาวที่สุดคือ 15151 กม. มวลของทองแดงที่ผลิตได้คือเท่าใดหากหน้าตัดของสายไฟยาว 7.3 ซม.2?
ตัดสินใจ. ความหนาแน่นของทองแดงคือ 8900 กก./ม.3 ปริมาตรหาได้จากสูตรที่ประกอบด้วยผลคูณของพื้นที่ฐานและความสูง (ในที่นี้ ความยาวของสาย) ของกระบอกสูบ แต่ก่อนอื่นคุณต้องแปลงพื้นที่นี้เป็นตารางเมตร นั่นคือ หารตัวเลขนี้ด้วย 10000 หลังจากคำนวณแล้ว ปรากฎว่าปริมาตรของสายเคเบิลทั้งหมดจะเท่ากับ 11000 ม.3. โดยประมาณ
ตอนนี้คุณต้องคูณค่าความหนาแน่นและปริมาตรเพื่อหาว่ามวลคืออะไร ผลลัพธ์คือเลข 97900000 กก.
คำตอบ: มวลของทองแดงคือ 97900 ตัน
การท้าทายมวลชนอีกขั้น
ปัญหา 6. เงื่อนไข: เทียนที่ใหญ่ที่สุดน้ำหนัก 89867 กก. มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.59 ม. สูงเท่าไหร่?
ตัดสินใจ. ความหนาแน่นของขี้ผึ้ง - 700 กก./ม.3. ความสูงจะต้องหาได้จากสูตรปริมาตร นั่นคือ V ต้องหารด้วยผลคูณของ π และกำลังสองของรัศมี
และปริมาตรนั้นคำนวณโดยมวลและความหนาแน่น ปรากฎว่าเท่ากับ 128.38 m3 ส่วนสูง 24.38 ม.
คำตอบ: ความสูงของเทียนคือ 24.38 ม.
