Um conceito que conhecemos desde a infância é a massa. E ainda, no curso da física, algumas dificuldades estão associadas ao seu estudo. Portanto, é necessário definir claramente o que é massa. Como você pode reconhecê-la? E por que não é igual ao peso?
Determinação da massa
O significado científico natural deste valor é que ele determina a quantidade de matéria que está contida no corpo. Para sua designação, costuma-se usar a letra latina m. A unidade de medida no sistema padrão é o quilograma. Nas tarefas e na vida cotidiana, os fora do sistema também são frequentemente usados: gramas e toneladas.
Em um curso de física escolar, a resposta para a pergunta: "O que é massa?" dado no estudo do fenômeno da inércia. Em seguida, é definida como a capacidade de um corpo de resistir a uma mudança na velocidade de seu movimento. Portanto, a massa também é chamada de inerte.
Qual é o peso?
Primeiramente, é uma força, ou seja, um vetor. A massa é uma grandeza escalar. O vetor peso está sempre preso ao suporte ou suspensão e é direcionado na mesma direção da gravidade, ou seja, verticalmente para baixo.
A fórmula para calcular o peso depende se oeste suporte (suspensão). No caso de repouso do sistema, a seguinte expressão é usada:
Р=mg, onde Р (a letra W é usada em fontes inglesas) é o peso do corpo, g é a aceleração de queda livre. Para a terra, g é normalmente tomado igual a 9,8 m/s2.
A fórmula de massa pode ser derivada dela: m=P / g.
Ao descer, ou seja, na direção do peso, seu valor diminui. Portanto, a fórmula se torna:
Р=m (g - a). Aqui "a" é a aceleração do sistema.
Ou seja, quando essas duas acelerações são iguais, um estado de ausência de peso é observado quando o peso corporal é zero.
Quando o corpo começa a se mover para cima, eles falam sobre ganho de peso. Nessa situação, ocorre uma condição de sobrecarga. Porque o peso corporal aumenta, e sua fórmula ficará assim:
P=m (g + a).
Como a massa está relacionada à densidade?
Muito simples. Quanto maior a densidade da substância da qual o corpo é composto, mais importante será sua massa. Afinal, a densidade é definida como a razão entre duas quantidades. O primeiro deles é a massa, o volume é o segundo. Para designar este valor, foi escolhida a letra grega ρ. A unidade de medida é a razão entre quilograma e metro cúbico.
Com base no exposto, a fórmula de massa assume a seguinte forma:
m=ρV, em que a letra V denota o volume do corpo.
Tarefas divertidas
Depois de esclarecer a questão do que é massa, você pode começar a resolver os problemas. Aqueles delesque tenham conteúdo envolvente manterão os alunos mais interessados.
Tarefa número 1. Condição: O Ursinho Pooh foi presenteado com dois potes de litro idênticos. Um contém mel, o outro contém óleo. Como saber qual mel está dentro sem abri-los?
Decisão. A densidade do mel é maior que a da manteiga. O primeiro é 1430 kg/m3 e o segundo é 920 kg/m3. Portanto, com o mesmo volume de potes, aquele com mel será mais pesado.
Para responder com mais precisão a questão do problema, você precisará calcular a massa de mel e óleo em potes. Seu volume é conhecido - é de 1 litro. Mas nos cálculos você precisará de um valor em metros cúbicos. Então, a primeira coisa a fazer é traduzir. Um m3 contém 1000 litros. Portanto, ao calcular o resultado, você precisará obter um valor de volume igual a 0,001 m3.
A fórmula da massa agora pode ser usada na qual a densidade é multiplicada pelo volume. Após cálculos simples, são obtidos os seguintes valores de massa: 1,43 kg e 0,92 kg, para mel e óleo, respectivamente.
Resposta: o pote de mel é mais pesado.
Problema Nº 2. Condição: O palhaço levanta um peso sem problemas, no qual está escrito que sua massa é de 500 kg. Qual é a massa real de um peso se seu volume é de 5 litros e o material de que é feito é cortiça?
Decisão. Na tabela, você precisa encontrar o valor da densidade da cortiça. É igual a 240 kg/m3. Agora você precisa traduzir o valor do volume, você obtém 0,005 m3.
Conhecendo essas quantidades, não é difícil usar a fórmula já conhecida paracontar a massa do peso falso. Acontece igual a 1,2 kg. Agora eu entendo porque o palhaço não é nada difícil.
Resposta. A massa real do kettlebell é 1,2 kg.
Problema No. 3. Condição: O gênio estava sentado em uma lâmpada, cujo volume é desconhecido. Mas sua densidade naquele momento era de 40.000 kg/m3. Quando foi liberado da garrafa, passou a ter os parâmetros de um corpo humano comum: volume 0,08 m3, densidade 1000 kg/m3. Qual é o volume da lâmpada?
Decisão. Primeiro você precisa descobrir sua massa no estado normal. Será igual a 80 kg. Agora podemos passar para encontrar o volume da lâmpada. Vamos supor que Jean ocupa todo o espaço dentro dela. Então você precisa dividir a massa pela densidade, ou seja, 80 por 40.000. O valor será 0,002 m3. Que é igual a dois litros.
Resposta. O volume da lâmpada é de 2 litros.
Problemas de cálculo de massa
A continuação da conversa sobre o que é a massa, deve ser a solução das tarefas relacionadas com a vida. Aqui estão duas situações que demonstrarão claramente a aplicação do conhecimento na prática.
Problema Nº 4. Condição: Em 1979, ocorreu um acidente com um navio-tanque, em que o óleo entrou na baía. Sua mancha tinha um diâmetro de 640 m e uma espessura de cerca de 208 cm. Qual é a massa do óleo derramado?
Decisão. A densidade do óleo é 800 kg/m3. Para usar a fórmula já conhecida, você precisa saber o volume da mancha. É fácil calcular se tomarmos o lugar para um cilindro. Então a fórmula do volume será:
V=πr2h.
Além disso, r é o raio e h é a altura do cilindro. Então o volume será igual a 668794,88 m3. Agora você pode calcular a massa. Vai ficar assim: 535034904 kg.
Resposta: a massa de óleo é aproximadamente igual a 535036 toneladas.
Problema 5. Condição: O comprimento do cabo telefônico mais longo é de 15151 km. Qual é a massa de cobre que entrou em sua fabricação se a seção transversal dos fios é 7,3 cm2??
Decisão. A densidade do cobre é 8900 kg/m3. O volume é encontrado por uma fórmula que contém o produto da área da base pela altura (aqui, o comprimento do cabo) do cilindro. Mas primeiro você precisa converter essa área em metros quadrados. Ou seja, divida este número por 10000. Após os cálculos, verifica-se que o volume de todo o cabo é aproximadamente igual a 11000 m3.
Agora você precisa multiplicar os valores de densidade e volume para descobrir qual é a massa. O resultado é o número 97900000 kg.
Resposta: a massa do cobre é 97.900 toneladas.
Outro desafio em massa
Problema 6. Condição: A maior vela pesando 89.867 kg tinha 2,59 m de diâmetro. Qual era sua altura?
Decisão. Densidade da cera - 700 kg/m3. A altura terá de ser encontrada a partir da fórmula do volume. Ou seja, V deve ser dividido pelo produto de π pelo quadrado do raio.
E o volume em si é calculado pela massa e densidade. Acontece que é igual a 128,38 m3. A altura era de 24,38 m.
Resposta: a altura da vela é 24,38 m.
