Масса

Все физические тела вокруг нас обладают некоторыми общими свойствами. Одним из таких свойств является свойство тел притягиваться к другим телам благодаря гравитационному взаимодействию. Мерой этого свойства является физическая величина, которая называется массой тел.

Также ни одно из тел не может изменить скорость своего движения мгновенно. В результате одинакового воздействия одни тела изменяют свою скорость достаточно быстро, а другие — намного медленнее.  Например, чтобы придать определённоую скорость тенисному мячу, нужно меньше времени, чем для придания такой же скорости металлическому шару. В таком случае говорят, что металлический шар более инертный. Мерой такого свойства тела как инетртность является — масса.

Таким образом, масса тела – это физическая величина, которая  является мерой инертного и гравитационного свойств тела.

Понятие массы – одно из самых сложных в физике, и при дальнейшем изучении физики это понятие будет расширяться.
На данный момент достаточно уяснить, что каждое физическое тело – человек, пушинка, Луна, микрочастица и т.д. – имеет массу.

Измерение массы

Поскольку масса – физическая величина, то её можно измерить. Чтобы измерить массу любого тела, его необходимо сравнить с телом, массу которого взята за единицу.
За единицу массы в Международной системе единиц (СИ) взят килограмм.

[m] = 1 кг

Кроме килограмма, допускается использование при необходимости, других единиц массы: тонны (т), центнера (ц), грамма (г), миллиграмма (мг)

Кратные единицы: 
1 т = 1000 кг
1 ц = 100 кг
1 кг = 1000 г
Дольные единицы:
1 г = 0,001 кг
1 мг = 0,001 г
1 мг = 0,000 001 кг

Поскольку масса — это одна из основных единиц СИ, поэтому для неё существует эталон. Эталон массы был создан в 1880 году и представлял собой 1 л чистой воды при температуре +4ºС. Однако такой эталон был неудобен. Эталон килограмма изготовлен из платиново-иридиевого сплава, имеет форму цилиндра высотой 39 мм и диаметром 39 мм.

эталон

Хранится во Франции, в городе Севре в Международном бюро мер и весов . С эталона изготовлены точные копии, которые есть во многих странах, в частности в Украине (в г. Харькове в Национальном научном центре «Институт метрологии»).

20 мая 2019 года было принято новое определение килограмма. Ученые заменили эталон килограмма и больше не будут измерять массу с помощью физического предмета. Теперь единица массы определяется с помощью постоянной Планка. И хотя на повседневные большинства людей это никак не скажется, для научного мира и промышленности, где требуются максимально точные измерения, такой шаг имеет большое значение.

Прибор для измерения массы тела называют весами.
весы

Правила взвешивания

1. Уравновесить весы.
2. Положить взвешиваемое тело на левую чашку весов, а гири – на правую.
3. Добиться равновесия весов с телом и гирями на чашках.
4. Взвешиваемое тело и гири опускать на чашки осторожно.
5. Взвешивать грузы массой, не превышающей предельную нагрузку.
6. Мелкие гири брать пинцетом.
При измерении массы сыпучего вещества на чаши весов подложить бумагу для избежания загрязнения чаши.

 

Питання з теми «Взаємодія тіл»

Тема: Взаємодія тіл

  1. Яке явище називають інерцією?
  2. Що таке інертність тіла? Від чого вона залежить?
  3. Який зв’язок між масою тіла та інертністю?
  4. Що таке маса? Її позначення, одиниця вимірювання, прилад для вимірювання
  5. Що таке густина речовини? Її позначення, одиниця вимірювання, формула.
  6. Що таке взаємодія? Що є результатом взаємодії?
  7. Що називають силою? Як її охарактеризувати? Її позначення, одиниця вимірювання, прилад для вимірювання
  8. Що таке результуюча сила?
  9. Додавання та віднімання сил, що діють на тіло вздовж однієї прямої.
  10. Що називають деформацією? Дією яких сил обумовлена диформація? Які є види деформації?
  11. Яка різниця між пластичними й пружними деформаціями?
  12. Що таке сила пружності? Чим вона характеризується? Яка природа сили пружності? Як вона напрямлена? Яку точку прикладання має? Зробити пояснювальний рисунок.
  13. Який зміст закону Гука? Формула.
  14. Яку силу називають силою нормальної реакції опори? Як вона напрямлена? Яку точку прикладання має? Зробити пояснювальний рисунок.
  15. Яку силу називають силою натягу нитки? Як вона напрямлена? Яку точку прикладання має? Зробити пояснювальний рисунок.

Давление твёрдых тел

Давление – это скалярная величина, которая равна отношению силы, которая действует перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

давление

S — площадь поверхности или опоры тела;
F — сила давления (любая сила, которая действует на тело перпендикулярно поверхности, чаще всего это вес тела).

Единица давления – паскаль (Па). Названа в честь французского учёного Блеза Паскаля.

[р] = 1 Па = 1Н/м2

Паскаль – давление, которое создаёт нормальная сила в 1 Н на площадь 1 м2.

Из формулы видно, что результат действия силы на поверхность зависит не только от ее величины, но и от площади опоры давящего тела. На картинке видно, что человек в ботинках идёт по снегу, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но если он наденет лыжи, то может идти не проваливаясь в снег. На лыжах и без человек действует на снег с одной и той же силой, которая равна его весу. Но действие этой силы различно в обоих случаях, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек.

Площадь подошвы примерно в 10 раз меньше площади поверхности лыжи, поэтому человек на лыжах давит на каждый квадратный сантиметр площади поверхности снега с силой в десять раз меньшей.

Задача

Расчитайте давление конькобежца массой 60 кг на лёд, если ширина лезвия конька 4 мм, а длина лезвия, соприкасающегося со льдом, 30 см? Конькобежец стоит на обоих ногах.

давление_задача

На практике используются также единицы давления килопаскали (кПа) и гектопаскали (гПа):
1 кПа = 1000 Па
1 гПа = 100 Па

Простые механизмы

Рычаг

Вращающий момент

 

Блок и ворот

Полиспаст — это механизм, состоящий из подвижных и неподвижных блоков, охваченных одной или несколькими верёвками.

Наклонная плоскость

Клин и винт

«Золотое правило» механики

 

 

 

 

 

Коэффициент полезного действия

Коэффициентом полезного действия (КПД) называют отношение полезной работы, выполненной машиной или двигателем, к работе затраченной.

КПД

КПД обозначают буковой η, которая читается [эта].

КПД часто выражают в процентах:

[η] = 1%

 

Механическая энергия

Механическая энергия – это энергия, связанная с движением объекта или его положением в пространстве, а также характеризует способность объекта совершать механическую работу.

Полная механическая энергия равна сумме потенциальной ( Еп) и кинетической (Ек) энергий

Епол = Еп  +  Ек

схема

За единицу измерения энергии в СИ принят 1 джоуль.

[Е] = 1 Дж

Закон сохранения механической энергии

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, в которой действуют только силы упругости и тяжести, остаётся постоянной.

Епол = const

Еп1 + Ек1 = Еп2 + Ек2 = const

В общем случае закон сохранения и преобразования энергии формулируется так:

Энергия никогда не исчезает и не возникает из ничего, она лишь превращается из одного вида в другой или переходит из одного тела или системы к другому телу или системе тел.

Такая формулировка является ЗАКОНОМ ПРИРОДЫ, который нельзя вывести из других законов, а можно только доказать опытным путём.

Мощность

Мощность это скорость выполнения работы, численно равна работе, совершаемой за единицу времени.

мощн

За единицу измерения мощности в СИ принят 1 ватт.

[Р] = 1 Вт  = 1Дж / 1с

Мощность двигателя:

мощн двиг

Т.е. скорость движения транспорта прямо пропорциональна мощности двигателя.