Как рассчитать массу: 10 шагов (с иллюстрациями)

Масса - одно из фундаментальных свойств объекта в физике и мера того, сколько материи в чем-то содержится. Материя - это любая субстанция, к которой вы можете прикоснуться, все, что занимает физическое пространство и имеет объем. Часто масса связана с размером, но это не идеальное соотношение, поскольку такие объекты, как большой воздушный шар, часто имеют меньшую массу, чем небольшой валун. Чтобы рассчитать массу, вам сначала понадобятся плотность и объем объекта. Прочтите подробные сведения о формуле и узнайте о различных типах массы в научных дисциплинах.

Шаги

Часть 1 из 3: Определение массы по плотности и объему

Шаг 1. Посмотрите плотность объекта

Плотность измеряет, насколько плотно вещество в объекте упаковано вместе. Каждый материал имеет свою плотность, которую вы можете найти в Интернете или в учебнике. Научная единица плотности - килограммы на кубический метр (кг / м³), но вы можете использовать граммы на кубический сантиметр (г / см³) для более мелких объектов.

Используйте эту формулу для преобразования между этими единицами: 1000 кг / м³ = 1 г / см³
Плотность жидкостей часто измеряется в килограммах на литр (кг / л) или граммах на миллилитр (г / мл). Эти единицы эквивалентны: 1 кг / л = 1 г / мл.
Пример:

Алмаз имеет плотность 3,52 г / см.³.

Шаг 2. Измерьте объем объекта

Объем - это объем пространства, которое занимает объект. Измерьте объем твердых частиц в кубических метрах (м³) или кубических сантиметрах (см³), а также объем жидкости в литрах (л) или миллилитрах (мл). Формула объема зависит от формы объекта. Обратитесь к этой статье для ознакомления с распространенными формами.

Используйте те же единицы измерения, которые используются при измерении плотности.
Пример:

Поскольку мы измеряли плотность алмаза в г / см³, мы должны измерить объем нашего бриллианта в см³. Допустим, объем нашего бриллианта 5000 см³.

Шаг 3. Умножьте объем и плотность вместе

Умножьте два числа вместе, и вы узнаете массу вашего объекта. Следите за единицами измерения, пока вы это делаете, и вы увидите, что в итоге вы получите единицы массы (килограммы или граммы).

Пример:

У нас есть бриллиант объемом 5000 см.³ и плотностью 3,52 г / см³. Чтобы найти массу алмаза, умножьте 5000 см³ х 3,52 г / см³ = 17, 600 грамм.

Часть 2 из 3: Решение массовых задач в других науках

Шаг 1. Определите массу с помощью силы и ускорения

Второй закон движения Ньютона гласит, что сила равна массе, умноженной на ускорение: F = ma. Если вы знаете чистую силу, действующую на объект, и ее ускорение, вы можете изменить эту формулу, чтобы найти массу: m = F / a.

Сила измеряется в Н (ньютонах), которую также можно записать как (кг * м) / с.². Ускорение измеряется в м / с.². Когда вы вычисляете F / a, единицы отменяются, чтобы дать вам ответ в килограммах (кг).

Шаг 2. Определите массу и вес

Масса - это количество вещества в объекте; это не изменится, если вы не отрежете часть объекта или не прикрепите больше материала. Вес - это мера влияния силы тяжести на массу. Если вы переместите объект в область с другой силой тяжести (например, с Земли на Луну), его вес изменится, но его масса не изменится.

Объект с большей массой действительно весит больше, чем объект с меньшей массой, если он испытывает одинаковую гравитацию

Шаг 3. Рассчитайте молярную массу

Если вы делаете домашнее задание по химии, вы можете встретить термин «молярная масса». Это связанное понятие, но вместо измерения объекта вы измеряете ровно один моль вещества. Вот как рассчитать это в большинстве случаев:

Для элемента: найдите атомную массу элемента или соединения, которое вы измеряете. Это будет в «атомных единицах массы» (а.е.м.). Умножьте его на константу молярной массы, 1 г / моль, чтобы получить стандартные единицы молярной массы: г / моль.
Для соединения: сложите атомные массы каждого атома в соединении, чтобы найти общую а.е.м. молекулы. Умножьте полученное количество на 1 г / моль.

Часть 3 из 3: Измерение массы с помощью весов

Шаг 1. Используйте трехлучевые весы

Весы - это устройство, широко используемое для расчета массы объекта. Весы имеют три балки. Эти балки несут вес. Утяжелители позволяют перемещать известные массы по балкам.

На тройной балансир не действует сила тяжести. Таким образом, это дает истинное измерение массы. Он работает путем сравнения известной массы с неизвестной массой.
Средний луч показывает с шагом 100 г. Дальний луч считывает с шагом 10 г. Гири будут сидеть в выемке. Вес на передней балке может составлять от 0 до 10 граммов.
С помощью этих весов вы сможете очень точно измерить массу. Погрешность считывания для трехлучевых весов составляет всего 0,06 грамма. Думайте о трехлучевых весах как о качелях.

Шаг 2. Переместите три ползунка в крайнее левое положение

Вы хотите проделать этот маневр, когда поддон пуст. Вы хотите, чтобы весы были равны нулю.

Если крайний правый индикатор не совпадает с фиксированной отметкой, вам следует откалибровать весы, повернув установочный винт, который вы найдете слева под чашей.
Причина, по которой вам нужно это сделать, заключается в том, что вам нужно убедиться, что пустая кастрюля весит 0,000 г, чтобы ее вес не искажал показания массы, которые вы в конечном итоге получите. Вес емкости или кастрюли называется ее тарой.
Вы также можете установить сковороду на 0, закручивая или выкручивая ручку под сковородой. Опять же, весы должны быть нулевыми. Поместите измеряемый объект на чашу. Теперь вы готовы определять массу объекта с помощью скользящих балок.

Шаг 3. Поочередно перемещайте скользящие балки

Сначала сдвиньте 100-граммовый ползунок по балке вправо. Делайте это до тех пор, пока индикатор не опустится ниже фиксированной отметки. Положение слева от этой точки указывает количество сотен граммов. Вы сдвигаете его на одну ступеньку за раз.

Переместите 10-граммовый бегунок по балке вправо. Делайте это до тех пор, пока индикатор не опустится ниже фиксированной отметки. Положение с надрезом слева от этой точки указывает количество десятков граммов.
Балка спереди не имеет выемок. Вы можете переместить ползунок в любое место на балке. Жирным шрифтом на балке указаны граммы. Отметки между цифрами, выделенными жирным шрифтом, означают десятые доли грамма.

Шаг 4. Рассчитайте массу

Теперь вы готовы определить массу объекта, который вы поместили в кастрюлю. Для этого вам следует сложить числа из трех балок.

Прочтите шкалу на лицевой стороне, как на линейке. Вы можете прочитать его до ближайшей отметки в половину галочки.
Например, предположим, вы пытаетесь отмерить банку газировки. Если задний груз находится в выемке с показателем 70 г, если средний вес находится в выемке с показателем 300 г, и если вес передней балки составляет 3,34 г, то банка с газировкой весит 373,34 г.