Kütle nedir, nasıl hesaplanır ve ağırlıktan farkı nedir?

2024 Yazar: Angel Austin | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 05:44

Erken çocukluktan beri aşina olduğumuz bir kavram kitledir. Yine de, fizik dersinde, çalışmasıyla ilgili bazı zorluklar vardır. Bu nedenle, kütlenin ne olduğunu açıkça tanımlamak gerekir. Onu nasıl tanıyabilirsin? Ve neden ağırlığa eşit değil?

Kütle tayini

Bu değerin doğal bilimsel anlamı, vücutta bulunan madde miktarını belirlemesidir. Tanımı için Latin harfi m'yi kullanmak gelenekseldir. Standart sistemde ölçü birimi kilogramdır. Görevlerde ve günlük yaşamda, sistem dışı olanlar da sıklıkla kullanılır: gram ve ton.

Bir okul fizik dersinde, "Kütle nedir?" sorusunun cevabı. atalet fenomeni çalışmasında verilmiştir. Daha sonra, bir cismin hareket hızındaki bir değişikliğe direnme yeteneği olarak tanımlanır. Bu nedenle kütle aynı zamanda inert olarak da adlandırılır.

Kilo nedir?

İlk olarak, bu bir kuvvettir, yani bir vektördür. Kütle skaler bir büyüklüktür. Ağırlık vektörü her zaman desteğe veya süspansiyona bağlıdır ve yerçekimi ile aynı yöne, yani dikey olarak aşağıya yönlendirilir.

Ağırlığı hesaplama formülü,bu destek (süspansiyon). Sistem dinlenme durumunda şu ifade kullanılır:

Р=mg, burada Р (İngilizce kaynaklarda W harfi kullanılır) vücudun ağırlığıdır, g serbest düşüş ivmesidir. Dünya için g genellikle 9.8 m/s2'ye eşit olarak alınır.

Kütle formülü bundan türetilebilir: m=P / g.

Aşağı doğru yani ağırlık yönünde hareket ederken değeri azalır. Bu nedenle, formül şöyle olur:

Р=m (g - a). Burada "a" sistemin ivmesidir.

Yani bu iki ivme eşit olduğunda, vücut ağırlığı sıfır olduğunda ağırlıksızlık durumu gözlemlenir.

Vücut yukarı doğru hareket etmeye başladığında kilo alımından bahsederler. Bu durumda, bir aşırı yük durumu oluşur. Çünkü vücut ağırlığı artar ve formülü şöyle görünecektir:

P=m (g + a).

Kütle yoğunlukla nasıl ilişkilidir?

Çok basit. Cismi oluşturan maddenin yoğunluğu ne kadar büyük olursa, kütlesi o kadar önemli olacaktır. Sonuçta, yoğunluk iki miktarın oranı olarak tanımlanır. Bunlardan birincisi kütle, ikincisi hacimdir. Bu değeri belirtmek için Yunanca ρ harfi seçildi. Ölçü birimi, kilogramın metreküpe oranıdır.

Yukarıdakilere dayanarak, kütle formülü şu şekli alır:

m=ρV, burada V harfi vücudun hacmini gösterir.

Eğlenceli görevler

Kütle nedir sorusuna açıklık getirdikten sonra problem çözmeye başlayabilirsiniz. onlardan olanlarilgi çekici içeriğe sahip olanlar öğrencilerin daha fazla ilgisini çekecektir.

Görev numarası 1. Durum: Winnie the Pooh'a iki özdeş litrelik kap sunuldu. Biri bal, diğeri yağ içerir. Hangi balın içinde olduğunu açmadan nasıl anlarız?

Karar. Balın yoğunluğu tereyağından daha fazladır. Birincisi 1430 kg/m³ ve ikincisi 920 kg/m^{3. Bu nedenle, aynı hacimde çömleklerle ballı olan daha ağır olacaktır.}

Sorunun sorusuna daha doğru cevap verebilmek için kaplardaki bal ve yağın kütlesini hesaplamanız gerekecek. Hacimleri biliniyor - 1 litre. Ancak hesaplamalarda metreküp cinsinden bir değere ihtiyacınız olacak. Bu yüzden yapılacak ilk şey tercüme etmektir. Bir m³ 1000 litre içerir. Bu nedenle, sonucu hesaplarken, 0.001 m^{3.'a eşit bir hacim değeri almanız gerekecektir.}

Yoğunluğun hacimle çarpıldığı kütle formülü artık kullanılabilir. Basit hesaplamalardan sonra, aşağıdaki kütle değerleri elde edilir: bal ve yağ için sırasıyla 1,43 kg ve 0,92 kg.

Cevap: bal kabı daha ağırdır.

Problem No. 2. Durum: Palyaço, kütlesinin 500 kilogram olduğu yazılı olan bir ağırlığı sorunsuz bir şekilde kaldırıyor. Hacmi 5 litre olan ve yapıldığı malzeme mantar olan bir ağırlığın gerçek kütlesi nedir?

Karar. Tabloda mantar yoğunluğunun değerini bulmanız gerekir. 240 kg/m³'ye eşittir. Şimdi hacmin değerini çevirmeniz gerekiyor, 0,005 m^{3 elde edersiniz.}

Bu miktarları bilmek, zaten bilinen formülü kullanmak zor değil.sahte ağırlığın kütlesini sayın. 1,2 kg'a eşit çıkıyor. Palyaçonun neden hiç de zor olmadığını şimdi anlıyorum.

Cevap. Kettlebell'in gerçek kütlesi 1,2 kg'dır.

Problem No. 3. Durum: Cin, hacmi bilinmeyen bir lambanın içinde oturuyordu. Ancak o andaki yoğunluğu 40.000 kg/m³ idi. Şişeden çıktığında, sıradan bir insan vücudunun parametrelerine sahip olmaya başladı: hacim 0,08 m³, yoğunluk 1000 kg/m^{3. Lambanın hacmi nedir?}

Karar. İlk önce kütlesini normal durumda bulmanız gerekir. 80 kg'a eşit olacaktır. Şimdi lambanın hacmini bulmaya geçebiliriz. Jean'in içindeki tüm alanı kapladığını varsayacağız. O zaman kütleyi yoğunluğa, yani 80'e 40.000'e bölmeniz gerekir. Değer 0.002 m3 olacaktır. Hangisi iki litreye eşittir.

Cevap. Lambanın hacmi 2 litredir.

Kütle Hesaplama Problemleri

Kütlenin ne olduğu ile ilgili sohbetin devamı, yaşamla ilgili görevlerin çözümü olmalıdır. İşte pratikte bilginin uygulanmasını açıkça gösterecek iki durum.

Sorun No. 4. Durum: 1979'da bir tanker kazası meydana geldi ve bunun sonucunda körfeze petrol girdi. Kayganlığı 640 m çapında ve yaklaşık 208 cm kalınlığındaydı Dökülen petrolün kütlesi nedir?

Karar. Yağın yoğunluğu 800 kg/m3'dir. Halihazırda bilinen formülü kullanmak için spotun hacmini bilmeniz gerekir. Bir silindir için yer alırsak hesaplamak kolaydır. O zaman hacim formülü şöyle olacaktır:

V=πr2h.

Ayrıca, r yarıçaptır ve h silindirin yüksekliğidir. O zaman hacim 668794,88 m3'ye eşit olacaktır. Şimdi kütleyi hesaplayabilirsiniz. Şöyle olacak: 535034904 kg.

Cevap: Petrolün kütlesi yaklaşık olarak 535036 tona eşittir.

Problem 5. Durum: En uzun telefon kablosunun uzunluğu 15151 km'dir. Tellerin kesiti 7,3 cm ise, üretimine giren bakırın kütlesi nedir?2?

Karar. Bakırın yoğunluğu 8900 kg/m³'dir. Hacim, taban alanı ile silindirin yüksekliğinin (burada kablonun uzunluğunun) çarpımını içeren bir formülle bulunur. Ama önce bu alanı metrekareye çevirmeniz gerekiyor. Yani, bu sayıyı 10000'e bölün. Hesaplamalardan sonra, tüm kablonun hacminin yaklaşık olarak 11000 m^{3'ye eşit olduğu ortaya çıkıyor.}

Şimdi kütlenin ne olduğunu bulmak için yoğunluk ve hacim değerlerini çarpmanız gerekiyor. Sonuç 97900000 kg sayısıdır.

Cevap: Bakırın kütlesi 97900 tondur.