Jak obliczyć masę: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: Jason Gerald | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-19 22:13

Masa oznacza ilość materii w obiekcie. Materia to coś, co można odczuć fizycznie. Ogólnie rzecz biorąc, masa jest związana z wielkością obiektu, ale nie zawsze tak jest. Na przykład balon może być większy niż inny obiekt, ale mieć mniejszą masę. Istnieje kilka metod obliczania masy.

Krok

Część 1 z 3: Określanie masy na podstawie gęstości i objętości obiektu

Krok 1. Znajdź gęstość obiektu

Ciężar właściwy jest wskaźnikiem gęstości materii w obiekcie. Każdy materiał ma swój ciężar właściwy, który można znaleźć w Internecie lub podręcznikach. Jednostką naukową ciężaru właściwego jest kilogram na metr sześcienny (kg/m³), ale możesz również użyć gramów na centymetr sześcienny (g/cm³) dla mniejszych obiektów.

Użyj tego wzoru, aby przeliczyć jednostki ciężaru właściwego: 1000 kg/m³ = 1 g/cm³
Z drugiej strony ciężar właściwy cieczy jest często wyrażany w kilogramach na litr (kg/l) lub gramach na mililitr (g/ml). Jednostki te są równoważne; 1 kg/l = 1 g/ml.
Przykład:

diament ma ciężar właściwy 3,52 g/cm³.

Krok 2. Oblicz objętość obiektu

Objętość to ilość miejsca zajmowanego przez obiekt. Wyraź objętość ciała stałego w metrach sześciennych (m³) lub centymetrów sześciennych (cm³) oraz objętość płynu w litrach (l) lub mililitrach (ml). Formuła objętości zależy od kształtu obiektu. Przeczytaj ten artykuł, aby uzyskać ogólne formuły rzeczownikowe.

Używaj tych samych jednostek, co wymienione w jednostkach ciężaru właściwego.
Na przykład:

ponieważ ciężar właściwy diamentów wyrażamy w jednostkach g/cm³, musimy wyrazić objętość diamentu w cm³. Powiedzmy, że objętość naszego diamentu wynosi 5000 cm³.

Krok 3. Pomnóż objętość i gęstość obiektu

Pomnóż te dwie liczby, a otrzymasz masę obiektu. Zwróć uwagę na jednostki miary podczas obliczeń, a w wyniku końcowym otrzymasz jednostki masy (kilogramy lub gramy).

Na przykład:

mamy diament o objętości 5000 cm³ i ciężar właściwy 3,52 g/cm³. Aby obliczyć masę diamentu, wykonaj obliczenia 5000 cm³ x 3,52 g/cm³ = 17600 gramów.

Część 2 z 3: Obliczanie masy w innych problemach fizyki

Krok 1. Wyznacz masę za pomocą siły i przyspieszenia

Druga zasada dynamiki Newtona mówi, że siła jest równa masie razy przyspieszenie, czyli F = ma. Jeśli znasz siłę wypadkową działającą na obiekt i jego przyspieszenie, możesz zmienić ten wzór, aby obliczyć masę na: m = F / a.

Siła jest wyrażona w jednostkach N (niutonach), które można również zapisać (kg * m)/ s². Przyspieszenie wyrażone jest w jednostkach m/s². Przy obliczaniu F/a jednostki siły i przyspieszenia wzajemnie się wykluczają, tak że odpowiedź jest wyrażona w kilogramach (kg).

Krok 2. Zrozum różnicę między masą a wagą

Masa to ilość materii w przedmiocie, która nie zmieni się, dopóki jedna część przedmiotu nie zostanie przecięta lub dodana. Waga jest miarą wpływu siły grawitacji na masę obiektu. Jeśli przeniesiesz obiekt w miejsce o innej sile grawitacji (na przykład z Ziemi na Księżyc), zmieni się jego waga, ale masa nie.

Jednak obiekt o większej masie będzie ważył więcej niż obiekt o mniejszej masie, jeśli działa na niego ta sama siła grawitacji

Krok 3. Oblicz masę molową

Podczas pracy nad zadaniem z chemii możesz natknąć się na termin „masa molowa”. Masa molowa to pojęcie względne, które mierzy nie jeden obiekt, ale jeden mol związku. Oto jak to obliczyć w większości przykładowych pytań:

Dla pierwiastka: znajdź masę atomową pierwiastka lub związku, który obliczasz. To jest jednostka masy atomowej lub amu. Pomnóż przez stałą masy molowej, 1 g/mol, aby można ją było wyrazić w standardowych jednostkach masy molowej g/mol.
W przypadku związku: zsumuj masy atomowe atomów tworzących związek, aby uzyskać całkowitą amu dla cząsteczki. Pomnóż tę sumę przez 1 g/mol.

Część 3 z 3: Pomiar masy za pomocą wagi

Krok 1. Użyj wagi trójramiennej

Ta waga jest szeroko stosowana do obliczania masy obiektów. Waga ta ma trzy ramiona wyposażone w obciążniki. Ciężarki na ramieniu wagi można przesuwać, dzięki czemu można zmierzyć masę przedmiotu.

Na tę trójramienną wagę nie ma wpływu siła grawitacji, dzięki czemu może ona zapewnić dokładny pomiar masy. Sposób działania polega na porównaniu masy znanego obiektu z masą szukanego obiektu.
Środkowe ramię balansu ma skalę 100 g, tylne ramię ma skalę 10 g, a przednie ramię może odczytywać od 0 do 10 g. Ciężarki na ramieniu znajdują się w jednym punkcie.
Za pomocą tej wagi można dokładnie zmierzyć masę obiektu. Błąd pomiaru wagi trójramiennej wynosi tylko 0,06 g. Wyobraź sobie, że ten bilans działa jak huśtawka.

Krok 2. Przesuń trzy ciężarki do lewego końca ramienia

Przesuń wszystko, gdy szalka wagi jest jeszcze pusta, więc odczytana liczba wynosi zero.

Jeśli znacznik na prawym końcu ramienia nie jest równoległy do linii równowagi, należy skalibrować wagę, obracając śrubę znajdującą się w lewej dolnej części płytki wagi.
Należy wykonać ten krok, aby upewnić się, że pusta szalka wagi waży 0,000 g, aby nie wpływało to na odczyt uzyskanych wyników. Masa płyty wagi nazywana jest tarą.
Możesz także obracać tarczę pod talerzem lub odkręcać ją, aż wskaże zero. Umieść mierzony przedmiot na szalce wagi. Teraz jesteś gotowy do wyznaczenia masy, przesuwając ciężarek.

Krok 3. Przesuń ciężarki jeden po drugim

Najpierw przesuń ciężarek na ramieniu 100 g w prawo. Kontynuuj przesuwanie, aż znacznik znajdzie się poniżej punktu równowagi. Skala na ramieniu wagi jest liczona od lewej strony podając masę przedmiotu w jednostkach setek gramów. Przesuń z jednego punktu do drugiego.

Przesuń ciężarek na ramieniu 10 g w prawo. Przesuwaj dalej, aż znacznik znajdzie się poniżej punktu równowagi. Skala na ramieniu wagi liczona jest od lewej strony podając masę przedmiotu w dziesiątkach gramów.
Przednie ramię wagi nie jest oznaczone skalą. Możesz przesunąć ciężarki na dowolną stronę. Liczba odczytana na ramieniu reprezentuje masę przedmiotu w gramach. Pogrubione linie między cyframi na ramionach reprezentują dziesiąte części grama.

Krok 4. Oblicz masę obiektu

Teraz możesz obliczyć masę obiektu na szalce wagi. Wystarczy zsumować liczby odczytane na trzech ramionach wagi.

Czytaj przednie ramię jak czytanie linijki. Możesz to przeczytać do najbliższej połowy wiersza.
Załóżmy na przykład, że mierzysz masę puszki z napojem gazowanym. Jeśli tylne ramię wskazuje 70 g, środkowe ramię – 300 g, a przednie – 3,34 g, masa puszki z napojem wynosi 373,34 g.