Один объём — разная масса
Выбери материал и объём сплошного образца. Сравни массу с таким же объёмом воды.
Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.
Плотности: 1000, 2700, 7800 и 600 кг/м³. Значение для дерева — пример; влажность, порода и полости не учитываются.
Масса и инертность
Масса — физическая величина, характеризующая инертность тела. При сопоставимом воздействии движение тела большей массы изменить труднее. Единица массы в СИ — килограмм.
Массу измеряют, например, с помощью весов. Её нельзя заменять весом: масса выражается в килограммах, а вес является силой и измеряется в ньютонах.
Масса m
Килограммы; характеристика тела
Вес P
Ньютоны; действие на опору или подвес
Масса характеризует инертность тела и измеряется в килограммах.
Улетев на Луну, тело теряет массу?
При неизменном составе масса остаётся прежней. Меняются сила тяжести и вес в обычных условиях опоры.
Масса единицы объёма
Плотность однородного вещества равна отношению массы к объёму: ρ = m / V. Чем больше масса одинакового объёма, тем больше плотность.
Плотность зависит от вещества и его состояния, в том числе температуры. У полого предмета средняя плотность всего предмета отличается от плотности материала стенок.
| Вещество | Приближённая плотность, кг/м³ |
|---|---|
| Вода | 1000 |
| Алюминий | 2700 |
| Сталь | 7800 |
| Некоторые породы дерева | Около 600 |
Плотность показывает, какая масса приходится на единицу объёма.
Можно ли по плотности дерева 600 кг/м³ судить обо всех породах?
Нет. Это примерное значение для выбранного материала; порода и влажность существенно влияют на результат.
Кристаллы кварца внутри полости
Плотность связывает массу образца с его объёмом.
CEphoto, Uwe Aranas · CC BY-SA 4.0 · Источник фотографии.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Мерные цилиндры разного объёма
Объём неправильного образца можно определить вытеснением жидкости при подходящих условиях.
Praphai Donphaimueang · CC BY-SA 4.0 · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Находим неизвестное
Из определения плотности следуют m = ρV и V = m / ρ. Для алюминиевого бруска объёмом 0,001 м³ получаем m = 2700 · 0,001 = 2,7 кг.
Перед расчётом переводят объём: 1 л = 0,001 м³, 1 см³ = 0,000001 м³. Плотность 1 г/см³ равна 1000 кг/м³.
Плотность
ρ = m / V
Масса
m = ρV
Объём
V = m / ρ
Формулы плотности применяют с согласованными единицами массы и объёма.
Какова масса 2 л воды при ρ = 1000 кг/м³?
2 л = 0,002 м³; m = 1000 · 0,002 = 2 кг.
Сравниваем по одному условию
При одинаковых объёмах более плотное вещество имеет большую массу. При одинаковых массах более плотное вещество занимает меньший объём.
У одного однородного материала масса растёт вместе с объёмом, а отношение m/V сохраняется при неизменных условиях. Разрезание бруска само по себе не меняет плотность его материала.
| Что одинаково | Что больше при большей плотности |
|---|---|
| Объём | Масса |
| Масса | Объём, наоборот, меньше |
Для сравнения плотностей важно знать, что именно одинаково у тел.
Если разрезать однородный брусок пополам, плотность уменьшится вдвое?
Нет. Масса и объём уменьшатся вдвое, их отношение останется прежним.
Шесть выводов
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе
Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Физика, 7 класс», § 20. Тема и содержание сверены с файлом «7 класс. Физика — § 20. Масса тела. Плотность вещества.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.
Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Число частиц, размеры и цвета учебных схем условны.