Масса и инертность

Масса и инертность

Гружёную тележку труднее разогнать и остановить. Чтобы сравнение было осмысленным, нужны одинаковые условия движения и определённое воздействие. Фотореалистичные изображения ImageGen дают контекст, а численные данные задаются условиями.

Два близких слова

Инерция — явление сохранения скорости при скомпенсированных силах. Инертность — свойство тела сопротивляться изменению скорости. Масса служит мерой инертности. Она скалярна и выражается в килограммах.

Сила описывает взаимодействие, масса характеризует тело. Ручной рывок без измерений не позволяет точно сравнить массы: сила и время воздействия могут различаться.

Как сравнивают массы

Если для одинакового ускорения телу 1 нужна втрое большая результирующая сила, его полная масса втрое больше. При одинаковом ускорении $m_1/m_2=F_1/F_2$. У тележек учитывают и сами тележки, и грузы.

Например, F₁=9 Н,F₂=3 Н,m₂=0,40 кг. Получаем m₁=1,20 кг. Для самостоятельной попытки возьми 8 Н,4 Н и 0,60 кг: ответ снова 1,20 кг. Главное здесь — условие одинакового ускорения.

Масса и сила тяжести

На равноплечих весах в одном месте равновесие означает равенство масс тела и гирь. Масса одного и того же тела сохраняется при переносе с Земли на Луну. Сила тяжести $F_{т}=mg$ меняется вместе с g. Для массы 3 кг при g=10 Н/кг она 30 Н, при g=1,6 Н/кг —4,8 Н. Значения g здесь заданы для расчёта.

По виду деформации нельзя без дополнительных данных вычислить массу. Силу измеряют в ньютонах, массу — в килограммах; эти величины нельзя подменять друг другом.

Опыт с монетой иллюстрирует инерцию. Чтобы получить численную массу монеты, потребуется взвешивание или другой количественный метод.

Масса через объём

Для однородного вещества $m=ρV$. Литр равен 0,001 м³. Два литра воды при плотности 1000 кг/м³ имеют массу 2 кг. Если пустая ёмкость имеет массу 0,20 кг, общая масса 2,20 кг. При одинаковом объёме разные плотности дают разные массы.

Проверь себя

Запиши решение до открытия ключей. Силы в А — результирующие, ускорения одинаковы. Учитывай массу тележки вместе с грузом.1 л=0,001 м³. Вода однородна, потерь вещества нет.

А. Для одинакового ускорения двух тележек на первую нужна результирующая сила 12 Н, на вторую 4 Н. Масса второй 0,50 кг. Найди массу первой.

Б. В пустую ёмкость массой 0,30 кг налили 1,5 л воды. Плотность воды 1000 кг/м³. Найди массу воды и общую массу.

В. Тело массой 2 кг перенесли с Земли на Луну. gЗ=10 Н/кг, gЛ=1,6 Н/кг. Найди силу тяжести в обоих местах. Изменились ли масса и инертность?

Новая попытка после ошибки. После исправления закрой ответы и реши: Объём масла 0,80 л, плотность 900 кг/м³. Найди массу.

Показать ответ после выполнения

Домашняя работа

1. Воды 2,5 л приρ=1000 кг/м³, ёмкость 0,40 кг: общая масса? 2) При одинаковом a F₁15 Н,F₂5 Н,m₂0,80 кг: m₁?

Главное

Масса — скалярная мера инертности, единица кг. При одинаковом ускорении массы относятся как результирующие силы. Для однородного вещества m=ρV; масса системы равна сумме масс частей.