Физика · 7 класс2 четвертьТема 1Лабораторная работаГОСО РК 2026Базовый

Масса тела. Плотность вещества и измерение объема

Инертность тел. Масса как мера инертности. Плотность вещества и расчет массы тела по его объему. Способы измерения плотности.

Время изучения~75 минтеория + практика
Разделы темы5 разд.пошаговый разбор
Тест темы3 вопр.с мгновенным ответом
СОР / СОЧ2 четвертьдескрипторы ГОСО

Если на тело не действуют другие тела (или действие всех тел скомпенсировано), тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Это явление называют инерцией.

Инерция была открыта Галилео Галилеем и сформулирована Исааком Ньютоном в виде первого закона механики. Движение тела при компенсации всех внешних сил называют движением по инерции (скольжение шайбы по гладкому льду, полет космического зонда вдали от звезд).

Инертность — неотъемлемое свойство любого физического тела сохранять свою скорость неизменной и противиться мгновенному изменению скорости под действием приложенной силы. Чтобы изменить скорость более массивного тела, требуется значительно большее время или значительно большая сила.

ИНЕРЦИЯ

Физическое явление

Явление сохранения скорости движения тела при отсутствии или компенсации внешних сил.
ИНЕРТНОСТЬ

Свойство материи

Способность тела сопротивляться изменению скорости; мерой инертности является масса тела.

Инерция в повседневной жизни:

При резком торможении автобуса пассажиры наклоняются вперед, продолжая двигаться по инерции со прежней скоростью. На инерции основано стряхивание капель с мокрого зонта и выбивание пыли из ковра.

Масса тела (m) — скалярная физическая величина, являющаяся количественной мерой инертных и гравитационных свойств тела.

Чем больше масса тела, тем оно более инертно: тем труднее сдвинуть его с места или остановить при движении. В Международной системе единиц (СИ) единицей массы является килограмм (кг).

Способы определения массы тела:

1. По взаимодействию с другим телом известной массы (через отношение приобретенных скоростей: m₁ / m₂ = v₂ / v₁).

2. Путем взвешивания на рычажных весах (сравнение силы тяжести тела с силой тяжести калиброванных гирь-эталонов).

Единицы измерения массыИнертная и гравитационная
1 т = 1000 кг = 10³ кг; 1 г = 0.001 кг = 10⁻³ кг; 1 мг = 10⁻⁶ кг
Килограмм — основная единица СИ, первоначально определенная как масса 1 кубического дециметра чистой воды при 4 °C.
Инертная и гравитационная
Опыты Этвеша подтвердили с колоссальной точностью: инертная масса тождественна гравитационной массе.

Тела одинакового объема, изготовленные из разных веществ (например, бруски из алюминия, дерева и свинца), имеют совершенно различную массу. Это объясняется различным строением и плотностью упаковки атомов и молекул.

Плотность вещества (ρ — греческая буква «ро») — скалярная физическая величина, численно равная массе вещества в единице его объема:

ρ = m / V.

Физический смысл: плотность показывает, какую массу имеет один кубический метр (или кубический сантиметр) данного однородного вещества.

Шаг 1
Измерить массу m
Определить массу образца взвешиванием на электронных или рычажных весах в граммах или килограммах.
Шаг 2
Определить объем V
Для правильных тел — по геометрическим формулам (V = a·b·c); для тел неправильной формы — мензуркой по вытесненной воде.
Шаг 3
Вычислить плотность
Разделить массу на объем: ρ = m / V. Сверить полученное значение с таблицей плотностей.
Формула плотности веществаПеревод единиц плотности
ρ=m/V;m=ρ⋅V;V=m/ρ \rho = m / V;\quad m = \rho \cdot V;\quad V = m / \rho
где ρ — плотность вещества (кг/м³), m — масса тела (кг), V — объем тела (м³).
Перевод единиц плотности
1 г/см³ = 1000 кг/м³ (например, плотность чистой воды: 1 г/см³ = 1000 кг/м³).

Зная плотность вещества по справочной таблице и объем тела, можно рассчитать его массу без непосредственного взвешивания: m = ρ · V. Это критически важно в строительстве, машиностроении и геологии для расчета массы крупногабаритных конструкций (мостов, плотин, запасов руды).

Аналогично, зная массу детали, находят необходимый для её отливки объем: V = m / ρ.

Плотности веществ в различных агрегатных состояниях сильно различаются:

• Металлы (твердые тела): осмий — 22 600 кг/м³, платина — 21 500 кг/м³, свинец — 11 300 кг/м³, сталь — 7 800 кг/м³, алюминий — 2 700 кг/м³.

• Жидкости: ртуть — 13 600 кг/м³, вода — 1 000 кг/м³, керосин и бензин — 800 кг/м³.

• Газы (при нормальных условиях): воздух — 1.29 кг/м³, гелий — 0.18 кг/м³, водород — 0.09 кг/м³.

ТВЕРДЫЕ ТЕЛА

Высокая плотность

Атомы упакованы вплотную в кристаллической решетке; плотность составляет от 1000 до 22 600 кг/м³.
ЖИДКОСТИ

Средняя плотность

Молекулы расположены плотно, но подвижны; плотность большинства жидкостей около 800–1200 кг/м³ (кроме ртути).
ГАЗЫ

Малая плотность

Расстояния между молекулами в десятки раз больше самих молекул; плотность газов в сотни раз меньше плотности жидкостей.

Если тело состоит из нескольких компонентов (сплав бронзы, бетонный раствор, морская вода), его средняя плотность определяется отношением суммарной массы к суммарному объему:

ρср = mобщ / Vобщ = (m₁ + m₂ + ...) / (V₁ + V₂ + ...).

Для пористых материалов (кирпич, пенопласт, древесина) различают истинную плотность вещества и среднюю плотность образца с учетом внутренних воздушных пор:

ρкажущаяся = m / Vвнешний < ρистинная.

Именно поэтому сухая древесина и пенопласт плавают на поверхности воды.

Уникальная аномалия воды:

Плотность льда (900 кг/м³) меньше плотности жидкой воды (1000 кг/м³). При замерзании вода расширяется, поэтому лед плавает на поверхности водоемов, защищая водных обитателей от промерзания до самого дна!

Ваш прогресс по теме25%
Шпаргалка формул7 класс
Скорость равномерного движения:
v=s/tv = s / t[м/с]
Средняя скорость движения:
vср=sобщ/tобщv_{\text{ср}} = s_{\text{общ}} / t_{\text{общ}}[s_общ — весь путь [м], t_общ — все время [с]]
Плотность вещества:
ρ=m/V \rho = m / V[кг/м³]
Сила тяжести:
Fтяж=m⋅gF_{\text{тяж}} = m \cdot g[Н]
Следующая тема

Силы в природе: тяжести, упругости, трения. Закон Гука. Вес тела

Перейти к теме →