Формула удельного веса в физике
Поможем решить контрольную, написать реферат, курсовую и диплом от 800р
Содержание:
- Определение и формула удельного веса
- Единицы измерения удельного веса
- Примеры решения задач
Определение и формула удельного веса
Определение
Удельным весом называют физическую величину равную весу (P) единицы объема (V) однородного тела. Удельный вес обозначают по-разному, чаще всего встречается буква $\gamma$. Математическая запись определения рассматриваемой нами физической величины выглядит следующим образом:
$$\gamma=\frac{P}{V}(1)$$
Подчеркнем, чтовес тела (P) — это сила, которая появляется в результате воздействия тела на опору или подвес, которая возникает в поле сил тяжести.
Так как вес тела, находящегося в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения совпадает с силой тяжести $(\bar{P}=m \bar{g})$, удельный вес может быть выражен через плотность вещества как:
$$\gamma=\rho g(2)$$
где g – модуль ускорение свободного падения.
Удельный вес нельзя назвать физико-химической характеристикой вещества, так как он в соответствии с формулой (2) зависит от ускорения свободного падения и, следовательно,связан, например, с географической широтой места измеренияg. Известно, что на поверхности Земли ускорение свободного падения изменяется в пределах: $9,78 \leq g \leq 9,832$ (м/с2)
Особое внимание следует обратить на то, что удельный вес – это не тоже самое, что плотность вещества ($\rho$), точно так же как масса тела не тоже самое, что вес тела. Это очевидно уже из формулы (2).
Единицы измерения удельного веса
Основной единицей измерения удельного веса в системе СИ является: [$\gamma$]=Н/м3
В СГС: [$\gamma$]=дин/(см3)
1 Н/м3 =0,1дин/(см3)
Примеры решения задач
Пример
Задание. Вычислитеудельный вес смеси, если одна компонента смеси жидкостей имела объем
V 1=50 л и плотность $\rho_1$=800 кг/м3 ,
вторая составная часть была объемом V2=55 л и плотностью
$\rho_2$=1000 кг/м3 .
{3}\right)$$
Удельный вес смеси найдем, применяя формулу:
$$\gamma=\rho g(1.3)$$
Вычислим $\gamma$:
$\gamma=905 \cdot 9,8=8869$ (Н/м3)
Ответ. $\gamma=905 \cdot 9,8=8869$ (Н/м3)
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Пример
Задание. Каков удельный вес однородного куска стали (
$\rho$=7,8•108 кг/м3),
который находится в кабине космического корабля, совершающего мягкую посадку на Луну? Корабль движется равнозамедленно
и вертикально по отношению к поверхности планеты (a=8,38 м/с
Решение. Сделаем рисунок.
{9}$ (Н/м3)
Читать дальше: Формула уравнения Бернулли.
Вес тела — формула, определение, обозначение
Покажем, как применять знание физики в жизни
Начать учиться
Быть космонавтом — это непросто. Хотя бы потому, что на земле мы ходим ногами, а в космосе — просто парим. Такой эффект называют «невесомость», о ней и поговорим.
Невесомость: что это такое
Невесомость
— это состояние, при котором тело не давит на опору или подвес.Само слово «невесомость» как бы подсказывает нам, что веса здесь быть не должно. При этом непонятно, что с ним тогда происходит. Давайте разбираться.
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Вес тела
Вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвес.
Измеряется вес, как и любая другая сила, в Ньютонах.
«Но погодите! Вес же измеряют в килограммах — я вот вешу 50»
Это не совсем верно. В быту мы часто подменяем понятие «масса» понятием «вес» и говорим: вес чемодана — десять килограммам. В физике это два совершенно разных понятия, которые при этом взаимосвязаны.
Если у вас неподалеку есть весы — приглашаем в эксперимент! Один нюанс: наша затея сработает именно с механическими весами, но не с электронными. Поехали!
Шаг 1. Если встать на весы ровно и не двигаться — ваш вес будет высчитываться по формуле:
P = mg P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Здесь может возникнуть два возражения:
Это же сила тяжести, а не вес.
Формула такая же!
На весах масса отображается в килограммах. И если я свою массу умножу на ускорение свободного падения, то явно получу число почти в 10 раз больше, чем показывают весы.
Точка приложения силы. Эта формула и правда аналогична силе тяжести. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, разница состоит лишь в точке приложения силы.
Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.
Весы измеряют силу. Весы работают таким образом, что измеряют вес тела — силу, с которой мы на них действуем, а показывают — массу. Можно сделать вывод, что весы — это динамометр (прибор, измеряющий силу).
Продолжаем эксперимент.
Шаг 2. Теперь пошалим и резко встанем на носочки! Стрелка резко отклонилась влево, а потом вернулась на место. Вы придали себе ускорение, направленное вверх — в то время, как ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли (вниз).
Теперь вес тела вычисляем по формуле:
P = m (g − a) P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] a — ваше ускорение [м/с2]На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Шаг 3. Последняя часть эксперимента — резко опуститься на пятки.
Теперь вы сильнее давите на весы, потому что придали ускорение, направленное вниз. Стрелка весов отклонится вправо и вернется на место, когда вы придете в состояние покоя.
Формула веса примет вид:
P = m (g + a) P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Кстати, если ровно стоять на весах, но взвешиваться в лифте — все будет работать наоборот. Если лифт едет вверх, то он как будто давит весами на человека, стоящего на них, а это как раз ситуация с увеличением веса.
А если вниз — весы как будто бы от вас «убегают», чтобы показать меньшее значение.
Этот случай мы можем описать через 2 закон Ньютона. Возьмем лифт, который едет вниз. Обозначим силы на рисунке.
N – сила реакции опоры [Н];
mg – сила тяжести [Н];
a – ускорение, с которым движется лифт [м/с2].
N + mg = ma
При проецировании на ось y, направленную вниз, мы получаем:
−N + mg = ma
А теперь нам понадобится третий закон Ньютона — по нему сила реакции опоры равна весу тела:
P = N
−P + mg = ma
P = m (g − a)
Попробуйте курсы подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в онлайн-школе Skysmart!
Снова невесомость
Ну что, с весом разобрались. А теперь давайте сделаем так, чтобы его не стало и получилась та самая невесомость.
Чтобы привыкнуть к ощущению невесомости в космосе, космонавты тренируется в специальных самолетах-лабораториях:
Он взлетает и начинает просто падать, чтобы ускорение самолета было равно ускорению свободного падения. В этот момент, в формуле веса из g вычитается равное ему значение и получается 0:
P = m (g − a) = m (9,8 − 9,8) = 0
Вот мы и в невесомости!
Так это что же, космонавты испытывают невесомость, потому что падают?
Если они летят вокруг Земли, то да. Как писал Дуглас Адамс в книге «Автоспом по галактике»: «Летать просто. Нужно просто промахнуться мимо Земли».
Когда космический корабль обращается вокруг Земли, он просто пытается на нее упасть, но промахивается. Такой процесс происходит, когда корабль движется с первой космической скоростью, равной 7.9 км/с. Это та скорость, с которой корабль становится искусственным спутником Земли.
Кстати, есть еще вторая и третья космические скорости.
Вторая космическая скорость — это минимальная скорость, с которой должно двигаться тело, чтобы оно могло без затрат дополнительной работы преодолеть влияние поля тяготения Земли, т. е. удалиться на бесконечно большое расстояние от Земли. А тело, которое двигается с третьей космической скоростью, и вовсе вылетит за пределы Солнечной системы. Такие дела. 🙂
Карина Хачатурян
К предыдущей статье
122.2K
Основные агрегатные состояния вещества
К следующей статье
Сообщающиеся сосуды
Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке
На вводном уроке с методистом
Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению
Расскажем, как проходят занятия
Подберём курс
Как рассчитать вес воды
Обновлено 10 января 2020 г.
Ли Джонсон
Расчет веса воды может быть важен в реальной жизни, если вы работаете с рецептом, в котором используется необычный метод измерения жидкостей. , но, скорее всего, вы столкнетесь с такой проблемой на уроках естествознания.
Задача вычисления веса воды на самом деле сводится к тому, что именно означает найти вес воды, и используется ли этот термин по определенной причине или это просто разговорный способ задать вес воды.0009 масса воды. В любом случае, вы можете легко найти результат, используя общую формулу плотности и значение плотности воды.
Масса и вес
Самое важное, что нужно понять, прежде чем пытаться вычислить вес воды, — это разницу между массой и весом. Масса вещества является мерой того, сколько материи присутствует, и измеряется в килограммах или фунтах. В большинстве случаев это наиболее полезная мера, когда вы хотите увидеть, сколько вещества присутствует.
Вес вещества или объекта — это сила , с которой на него действует гравитация из-за его массы.
По этой причине вес технически измеряется в ньютонах или фунтах-силах. Когда большинство людей говорят «вес» в реальной жизни, они на самом деле имеют в виду массу вещества, потому что в разговорном языке эти слова в основном взаимозаменяемы. Однако в физике они имеют очень специфические значения, и поэтому вы должны быть осторожны, чтобы убедиться, что вы используете правильные слова и вычисляете правильные величины.
Калькулятор измерения воды – мл в г
Метрическая система имеет много преимуществ, когда речь идет о преобразовании между массой и объемом воды. Это действительно сводится к удобному значению плотности воды, но если вы просто хотите рассчитать вес или массу воды, не вдаваясь в подробности, это самый простой подход.
Короче говоря, 1 мл (миллилитр) воды имеет массу 1 г, поэтому 1 литр имеет массу 1 кг. Вы можете использовать этот факт, чтобы вычислить массу воды из любого объема: например, 450 мл — это 450 г, а 1,35 литра — это 1,35 кг.
Объем в массу в целом
Вы должны выучить общую формулу плотности, чтобы преобразовать массу чего-либо в объем или наоборот, и, конечно же, вы можете использовать ее для воды. Плотность ρ определяется как масса м , деленная на объем V , или (эквивалентно) масса единицы объема вещества. Формула:
ρ = \frac{m}{V}
Однако, если вы хотите рассчитать массу или вес воды (или другого вещества), вы можете изменить формулу так:
m = ρV
Тогда все, что вам нужно найти, это объем воды, который вы пытаетесь измерить, и плотность воды. Перед расчетом убедитесь, что единицы совпадают. Например, если у вас есть плотность воды в кг/м 3 , вам нужно измерить объем в м 3 , а если вы измерили объем в футах 3 , вам понадобится плотность в фунтах/футах 3 . Плотность воды в кг/м 3 равна 1000 кг/м 3 , а в фунтах/футах 93 \\ &= 10 \text{ кг} \end{aligned}
Масса в вес воды
Наконец, вы можете конвертировать между массой и весом (если вам действительно нужен вес, а не масса), используя формулу :
W = мг
Где W — вес, м — масса и г = 9,81 м/с 2 = 32,17 фут/с 2 , ускорение силы тяжести.
Итак, продолжая предыдущий пример, получаем:
\begin{aligned} Вт &= мг \\ &= 10 \text{ кг} × 92 \\ &= 98.1 \text{ N} \end{aligned}
Опять же, вам нужно убедиться, что единицы измерения совпадают, поэтому, если у вас есть масса в фунтах, вам понадобится ускорение свободного падения в футах. /s 2 , чтобы убедиться, что ответ имеет смысл.
Как найти массу жидкости
Обновлено 6 ноября 2020 г.
Автор Chris Deziel
Самый простой способ найти массу чего-либо — это взвесить его. На самом деле вы измеряете силу тяжести на объекте, и технически вы должны разделить вес на ускорение свободного падения, чтобы получить массу. Однако для большинства приложений вес и масса практически эквивалентны. Теперь предположим, что у вас нет весов. Вы все еще можете найти массу конкретной жидкости? Да, если вы знаете, что такое жидкость, вы можете найти ее массу, измерив ее объем и посмотрев ее плотность. Если вы не знаете, что это за жидкость, вы можете определить ее плотность, измерив ее удельный вес с помощью ареометра.
TL;DR (слишком длинно, не читал)
Поскольку плотность = масса/объем , вы можете найти массу определенного количества жидкости, если знаете ее плотность. Плотность известных жидкостей можно посмотреть в таблице. Если у вас есть загадочная жидкость, вы можете измерить ее плотность ареометром.
Взвешивание жидкости
Вы можете положить твердый предмет прямо на весы, но жидкость всегда должна находиться в контейнере, а контейнер имеет вес. Если у вас есть определенный объем жидкости в стакане и вам нужна его масса/вес, вы должны сначала найти вес пустого стакана. Вы можете взвесить жидкость, вылить ее из стакана, а затем взвесить стакан и вычесть его вес из веса стакана плюс жидкость. Однако этот метод неточен, поскольку в контейнере останется некоторое количество жидкости. Более точный метод заключается в том, чтобы поставить стакан на весы, записать вес, а затем налить жидкость и записать новый вес.
Большинство весов имеют настройку тары, и при ее нажатии происходит обнуление весов. Эта функция позволяет легко взвешивать жидкости. Если у вас на весах есть кнопка тары, поставьте на весы пустую емкость и нажмите тару. Когда шкала покажет ноль, влейте жидкость. Новое показание – это вес жидкости.
Расчет массы по плотности
Каждая жидкость имеет характеристическую плотность (D), которая определяется как отношение массы (m) к объему (v). Математически:
D=\frac{m}{v}
Если вы знаете, какая у вас жидкость, вы можете посмотреть ее плотность в таблице. Как только вы это узнаете, все, что вам нужно сделать, чтобы найти массу жидкости, — это измерить ее объем. Зная плотность и объем, рассчитайте массу, используя следующую зависимость:
m=Dv
Плотность часто выражается в килограммах на метр 3 . Когда вы измеряете небольшие количества, удобнее использовать граммы и кубические сантиметры, поэтому полезно следующее преобразование: 93)=1,57\text{ кг}=1570\text{ г}
Определение плотности с помощью ареометра
Удельный вес материала – это безразмерная единица, которую можно получить, разделив плотность материала на плотность чистого вода 4 градуса Цельсия.