Масса. Плотность. Объем
Масса. Плотность. Объем.
По легенде, греческий философ и мыслитель Архимед открыл свойство любого тела выталкивать ровно тот объем жидкости, которое это тело занимает само, когда погрузился в ванную. Так это или нет, но это первое, о чем важно сказать:
Тело, погруженное целиком в воду, выталкивает объем воды, равный объему тела.
Задача нахождения объема для Архимеда была важной – ведь зная массу некоторого тела и его объем, можно сделать вывод, из какого материала сделано это тело.
Отличительной особенностью каждого материала является его плотность – отношение массы m кусочка этого тела к объему V, который этот кусок занимает:
\(\rho = \frac{m}{V}\)
m – масса тела [Кг]
V – объем тела [\(м^{3}\)]
\(\rho\) – плотность тела [\(\frac{кг}{м^{3}}\)]
При этом не важна масса исходного кусочка тела – объем этого кусочка всегда будет таким, чтобы отношение было постоянным у любого тела. При этом, это правило действует только в одном агрегатном состоянии.
Например, вода при любой температуре имеет плотность, значение которой, согласно справочным данным, равно 1000 \(\frac{кг}{м^{3}}\). Но как только вода превратится в лёд, он будет иметь плотность около 800 \(\frac{кг}{м^{3}}\) несмотря на его температуру.
Найти массу любого тела в задачах по физике легко, если знать два фактора – материал, из которого сделано тело (плотность для любого материала всегда можно найти в справочных данных) и фигуру тела. Формулы объема любой фигуры, выраженные через её геометрические характеристики, можно найти в теории к теме: «Математика в физике. Измерение величин».
Последнее, о чем необходимо сказать – плавание тел. Одно тело, помещенное в разные жидкости, может плавать на поверхности, плавать внутри жидкости, не касаясь дна или просто утонуть (лечь на дно). Как поведет себя тело в разных жидкостях можно судить как раз по плотности: тело будет плавать на поверхности, если его плотность ниже плотности жидкости; плавать внутри жидкости, если плотность тела и жидкости близки друг к другу; тонуть, если плотность тела больше плотности жидкости.
При смешивании нескольких жидкостей можно заметить, что спустя длительное время они могут расслоиться. Выше всегда будет находиться жидкость, плотность которой меньше.
Содержание