Stanovení hmotnosti je jedním z hlavních úkolů ve fyzice třídy 9. Hmotnost je základní fyzikální veličina, která popisuje množství látky obsažené v objektu. Porozumění a schopnost identifikovat hmotu hraje důležitou roli nejen ve vzdělávacím procesu, ale také v každodenním životě. V tomto článku se podíváme na několik jednoduchých kroků a základní pojmy, které vám pomohou určit hmotnost.
Prvním krokem při určování hmotnosti je pochopit, že hmotnost se měří v kilogramech (kg). Tato měrná jednotka byla stanovena Mezinárodním výborem pro váhy a míry a je mezinárodní standardní hmotnostní jednotkou. Je důležité si uvědomit, že hmotnost je intenzivní charakteristika a nezávisí na velikosti nebo tvaru objektu.
Druhým krokem je zjistit, že existuje několik způsobů, jak určit hmotnost. Jedním z nejběžnějších způsobů je použití vah. Váhy jsou obecně zařízení, které měří sílu působící na objekt. Tato síla je úměrná hmotnosti objektu a měří se v Newtonech (h). Je velmi důležité zajistit, aby váhy byly v provozuschopném stavu a správně kalibrovány před zahájením měření.
Třetím krokem je pochopit základní principy měření hmotnosti. Pro začátek je nutné nastavit prázdné váhy na nulu. Poté umístěte předmět, jehož hmotnost chcete určit, na váhy a počkejte, až budou v rovnováze. Výsledek měření, který uvidíte na displeji vah, bude přibližná hmotnost objektu.
Fyzika 9. třída: hmotnost jako základní pojem
Tělesnou hmotnost lze určit několika způsoby. Jedním z jednoduchých způsobů je použití stupnice nebo váhy. Stupnice ukazuje tělesnou hmotnost v kilogramech. Chcete-li změřit tělesnou hmotnost, musíte ji umístit na stupnici a podívat se na hodnoty.
Dalším způsobem, jak určit hmotnost, je srovnání těla s referenčním tělesem známým hmotností. Pokud máme například dvě těla, z nichž jedno je známé hmotností, můžeme je porovnat a určit hmotnost neznámého těla vzhledem k referenci.
Hmotnost lze také vypočítat pomocí vzorce hustoty a objemu těla. Vzorec pro výpočet hmotnosti je následující:
m = p * V
kde m - tělesná hmotnost, p - hustota těla a V – jeho objem.
Hmotnost je jedním ze základních pojmů ve fyzice a je široce používán k řešení různých problémů. Znalost a schopnost určit tělesnou hmotnost pomůže studentům lépe porozumět principům fungování mnoha fyzikálních jevů a zařízení.
1. Fyzika. 9. třída: učebnice pro všeobecné vzdělávací instituce. A. V. Peryškin.
2. Fyzika. 9. třída: metodická příručka. N. A. Gorjačev, V. V. Bashunov.
Velikost a hmotnost: jak ji měřit
Existuje několik způsobů měření hmotnosti. Jedním z nejběžnějších způsobů je použití vah. Váhy mohou být mechanické, elektronické nebo laboratorní a jsou založeny na principu působení gravitace na tělo. Během měření hmotnosti je objekt umístěn na plošině vah a tyto váhy ukazují hodnotu hmotnosti v kilogramech nebo jiných jednotkách hmotnosti.
Dalším způsobem měření hmotnosti je použití hydrostatického vážení. Hydrostatické vážení je založeno na archimedově principu, který tvrdí, že látka ponořená do kapaliny bude mít podpůrnou sílu, která se rovná hmotnosti objemu látky vytlačené tekutinou. Měřením této podpůrné síly lze určit hmotnost objektu. V praxi se k tomu používají speciální analytické váhy schopné vydržet velké zatížení.
Také v některých případech lze hmotnost určit měřením setrvačnosti objektu. K tomu je třeba použít zrychlení a sílu působící na objekt. Měření hmotnosti tímto způsobem může zahrnovat složité výpočty a experimenty a obecně se používá ve vědeckém výzkumu nebo při vytváření specializovaného zařízení.
Měření hmotnosti je tedy důležitou součástí fyziky a existují různé metody, jak ji definovat. Volba metody závisí na konkrétních podmínkách a požadavcích měření a může být odlišná pro různé objekty a úkoly.
První krok: použití termínu hmotnost
Název této síly " hmotnost "pochází z latinského slova" pondus", což znamená"závažnost". Hmotnost se měří v Newtonech (H) nebo kilogramech (kg).
Pokud je těleso blízko zemského povrchu, lze jeho hmotnost vypočítat vynásobením tělesné hmotnosti zrychlením volného pádu. Zrychlení volného pádu na zemském povrchu je přibližně 9,8 m / s^2.
Je důležité si uvědomit, že hmotnost těla se může měnit podle místa, kde se nachází. Například na Měsíci bude tělesná hmotnost mnohem menší než na Zemi, protože zrychlení volného pádu na Měsíci je pouze asi 1,6 m/s^2.
Pochopení pojmu hmotnost je tedy prvním krokem při určování tělesné hmotnosti ve fyzice. Dalším krokem je studium pojmu "hmotnost" a způsobů jeho měření. Je také důležité si uvědomit, že na rozdíl od hmotnosti není tělesná hmotnost závislá na místě, kde se nachází, a zůstává nezměněna.
Druhý krok: princip fungování pružinových vah
Princip fungování pružinových vah je následující:
- Předmět, jehož hmotnost je třeba určit, se umístí na platformu vah.
- Působením gravitace předmět interaguje s pružinou a způsobuje její deformaci.
- Síla deformace je úměrná hmotnosti předmětu.
- Měření hmotnosti se provádí čtením hodnoty zobrazené na stupnici pružinové váhy.
Důležitě: Při používání pružinových vah je třeba vzít v úvahu, že mohou mít svou chybu, proto se doporučuje provést několik měření, abyste získali přesnější výsledky.
Princip fungování pružinových vah je tedy založen na měření deformační síly pružiny, která je úměrná hmotnosti předmětu. To umožňuje určit hmotnost předmětu pomocí jednoduchého zařízení-pružinové váhy.
Třetí krok: stanovení hmotnosti pomocí tenzometru
K provádění měření pomocí snímače zatížení budete potřebovat následující materiály:
- Tenzometr;
- Elektronická váha pro kalibraci tenzometru;
- Předmět, jehož hmotnost je třeba určit;
- Vodiče pro připojení snímače zatížení k zařízení pro měření.
Proces stanovení hmotnosti pomocí tenzometru se skládá z několika kroků:
Krok 1: Připojte snímač zatížení k elektronickým závažím a nastavte počáteční hodnotu na "0". Toto je kalibrace snímače zatížení tak, aby zobrazoval nulovou hodnotu, pokud na něm není zatížení.
Krok 2: Umístěte předmět, jehož hmotnost je třeba změřit, na snímač zatížení. Věnujte pozornost tomu, aby předmět byl na senzoru zcela a rovnoměrně rozložil zátěž.
Krok 3: Počítejte hodnoty na váze. To bude hmotnost předmětu. Nezapomeňte, že hmotnost se měří v kilogramech (kg).
Poznámka: Tenzometry mají různou přesnost a maximální nosnost. Před použitím tenzometru je proto důležité přečíst si návod, jak jej správně aplikovat a získat přesné výsledky.
Pomocí tenzometru lze tedy určit hmotnost předmětu, pokud není možné použít konvenční váhy.
Čtvrtý krok: použití vyvažovacího hmotnostního systému
K provedení experimentu s vyvažovacím hmotnostním systémem budeme potřebovat následující nástroje a materiály:
- Balanční váhy;
- Závaží různých hmotností;
- Pravítko nebo odměrka;
- Předměty různých hmotností pro měření.
Proces určování tělesné hmotnosti pomocí balančního hmotnostního systému je následující:
- Nastavte vyvážené váhy na rovný vodorovný povrch.
- Na jeden konec vyvažovače připevněte závaží malé hmoty.
- Umístěte předmět, jehož hmotnost chcete určit, na druhý konec vyvažovače.
- Přidejte závaží na vyvažovací šálek, dokud nebude vyvažovač vodorovný. Zaznamenejte celkovou hmotnost nákladu.
- Nyní můžete určit hmotnost předmětu odečtením hmotnosti závaží z celkové hmotnosti na vyvažovači.
Balanční hmotnostní systém nám tedy umožňuje určit tělesnou hmotnost pomocí principu rovnosti momentů sil na hmotnostech.