Для знакомства с новой для вас физической величиной, плотностью вещества, отправимся в литейный цех завода с весами и линейкой. Выберем несколько разных по размерам чугунных и алюминиевых слитков прямоугольной формы. Используя весы, измерим массу каждого слитка, используя линейку и формулу V=lbh, измерим объёмы. Результаты измерений занесём в таблицу
Турецкие сериалы фэнтези смотреть онлайн на русском, android Чугунные слитки |
Алюминиевые слитки | |||||||
Масса, кг |
8,5 |
45 |
18 |
29 |
6,2 |
18 |
9,7 |
4,5 |
Объём, дм3 |
1,3 |
6,5 |
2,6 |
3,9 |
2,3 |
6,5 |
3,6 |
1,8 |
Поделив массы на объёмы, получим: | ||||||||
Их частное |
7 |
7 |
7 |
7 |
3 |
3 |
3 |
3 |
Заметим, что при делении массы каждого слитка на его объём получаются одинаковые значения частного для всех чугунных слитков (7 кг/дм3) и для всех алюминиевых (3 кг/дм3). Другими словами, независимо от конкретных значений массы и объёма их частное остается постоянной величиной для данного вещества.
Эта удивительная закономерность и послужила причиной для введения в физику новой величины – плотности вещества. Единицей плотности служит 1 кг/м3 (читается: один килограмм на кубический метр).
Итак, физическая величина, равная отношению массы вещества к его объёму, называется плотностью вещества. Это – определение плотности. Его можно записать и в виде формулы:
m – масса, кг.
V – объём, м3
Из математики вы знаете, что значение всякой дроби показывает количество единиц величины, стоящей в числителе, приходящееся на одну единицу величины, стоящей в знаменателе.
Плотность вещества – тоже значение дроби. Поэтому числовое значение плотности вещества показывает массу единицы объёма этого вещества. В этом – физический смысл числового значения плотности.
Например, плотность чугуна равна 7 кг/дм3. Это значит, что 1 дм3 чугуна будет иметь массу 7 кг. Соответственно, 1 м3 чугуна будет иметь массу в 1000 раз больше – 7000 кг. Плотность пресной воды – 1 кг/л. Значит, масса 1 л воды 1 кг, а 1 м3 – 1000 кг, то есть 1 т.
Вспомним, что формулы можно преобразовывать по правилам математики. Поэтому формула плотности может быть записана в двух других формах:
При пользовании формулами необходимо следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно, килограммах и кубических метрах.
Средняя плотность и плавание тел
До сих пор мы рассматривали только такие тела, которые состоят из одного вещества. Теперь рассмотрим опыт, в котором есть тело, состоящее из нескольких веществ. Нам понадобятся сосуды со спиртом, водой и раствором соли; возьмём также куриное яйцо и кубик льда. Опустим их сначала в спирт. И лёд, и яйцо утонут. Переложим тела в воду. Яйцо утонет, а лёд будет плавать. В растворе соли оба тела будут плавать (рис. 1).
Рис. 1
Объяснения результатов опыта воспользуемся числовой прямой. Взгляните: на ней отмечены плотности всех веществ и тел, использованных в опыте. Мы видим, что плотность льда больше плотности спирта, и в нем лёд тонет. Однако плотность льда меньше плотности воды и раствора соли. И в них лёд плавает.
На прямой мы отложили и «плотность яйца» – около 1050 кг/м3. Это – средняя плотность яйца, поскольку оно состоит из нескольких веществ (белка, желтка и скорлупы). Средняя плотность яйца больше плотности воды, но меньше плотности раствора соли. Поэтому в воде яйцо тонет, а в растворе соли – нет.
Обобщая результаты опыта, сделаем вывод: если средняя плотность тела больше плотности жидкости, то это тело в ней тонет; если же средняя плотность тела меньше плотности жидкости, то это тело в ней всплывает (рис. 2).
Актуально о образовании:
Методические аспекты развития пространственного
мышления как элемента образного
Рассмотрим, какие подходы предлагают для развития пространственного мышления в средней школе и выясним возможности их использования. А. Пардала выделяет такие основные типы упражнений, дидактическим назначением которых является формирование и развитие пространственных представлений учащихся: матема ...
Формирование самостоятельности у младших школьников
Целью формирующего этапа экспериментального исследования было с помощью специально подобранных форм, средств, путей и методов сформировать у младших школьников самостоятельность. Работа осуществлялась в несколько этапов. Основы методики воспитательной работы с младшими школьниками предполагают разу ...
Методика обучения младших школьников решению простых
и составных текстовых задач
Задачи бывают простые и составные по числу действий, выполняемых для их решения. Задача называется простой, если для ее решения нужно выполнить один раз какое-либо арифметическое действие. Задача называется составной, если для ее решения нужно выполнить несколько арифметических действий (неважно, о ...