Erkən uşaqlıqdan tanış olduğumuz bir anlayış kütlədir. Bununla belə, fizika kursunda onun öyrənilməsi ilə bağlı bəzi çətinliklər yaranır. Buna görə də kütlənin nə olduğunu dəqiq müəyyən etmək lazımdır. Onu necə tanıya bilərsən? Bəs niyə çəkiyə bərabər deyil?
Kütlənin təyini
Bu dəyərin təbii elmi mənası ondan ibarətdir ki, bədəndə olan maddənin miqdarını təyin edir. Təyinatı üçün Latın hərfindən m istifadə etmək adətdir. Standart sistemdə ölçü vahidi kiloqramdır. Tapşırıqlarda və gündəlik həyatda sistemdən kənar olanlar da tez-tez istifadə olunur: qram və ton.
Məktəb fizika kursunda "Kütlə nədir?" sualının cavabı. ətalət hadisəsinin öyrənilməsində verilmişdir. Sonra bu, bədənin hərəkət sürətindəki dəyişikliyə müqavimət göstərmə qabiliyyəti kimi müəyyən edilir. Buna görə də kütləyə inert deyilir.
Çəki nədir?
Birincisi, o, bir qüvvədir, yəni vektordur. Kütlə skalyar kəmiyyətdir. Çəki vektoru həmişə dayağa və ya asmaya bərkidilir və cazibə qüvvəsi ilə eyni istiqamətə, yəni şaquli olaraq aşağıya yönəldilir.
Çəkinin hesablanması formulunun olub-olmamasından asılıdırbu dəstək (dayandırma). Sistem istirahəti vəziyyətində aşağıdakı ifadə istifadə olunur:
Р=mg, burada R (ingilis mənbələrində W hərfi istifadə olunur) bədənin çəkisidir, g sərbəst düşmə sürətidir. Yer üçün g adətən 9,8 m/s2 bərabər alınır.
Kütlə düsturu ondan əldə edilə bilər: m=P / g.
Aşağıya, yəni çəki istiqamətində hərəkət edərkən onun dəyəri azalır. Beləliklə, düstur belə olur:
Р=m (g - a). Burada "a" sistemin sürətlənməsidir.
Yəni bu iki sürətlənmə bərabər olduqda, bədən çəkisi sıfır olduqda çəkisizlik vəziyyəti müşahidə olunur.
Bədən yuxarıya doğru hərəkət etməyə başlayanda çəki artımından danışırlar. Bu vəziyyətdə həddindən artıq yüklənmə vəziyyəti meydana gəlir. Çünki bədən çəkisi artır və onun formulası belə görünəcək:
P=m (g + a).
Kütlə sıxlıqla necə bağlıdır?
Çox sadə. Bədənin təşkil olunduğu maddənin sıxlığı nə qədər çox olarsa, kütləsi də bir o qədər əhəmiyyətli olacaqdır. Axı sıxlıq iki kəmiyyətin nisbəti kimi müəyyən edilir. Bunlardan birincisi kütlə, ikincisi isə həcmdir. Bu dəyəri təyin etmək üçün yunan hərfi ρ seçilmişdir. Ölçü vahidi kiloqramın kubmetrə nisbətidir.
Yuxarıdakılara əsasən, kütlə düsturu aşağıdakı formanı alır:
m=ρV, burada V hərfi bədənin həcmini bildirir.
Əyləncəli tapşırıqlar
Kütlənin nə olduğu sualına aydınlıq gətirdikdən sonra problemləri həll etməyə başlaya bilərsiniz. Onlardan olanlarcəlbedici məzmuna malik olanlar tələbələri daha çox maraqlandıracaq.
Tapşırıq nömrəsi 1. Vəziyyət: Winnie the Pooh-a iki eyni litrlik qab təqdim edildi. Birində bal, digərində yağ var. Onları açmadan hansı balın olduğunu necə bilmək olar?
Qərar. Balın sıxlığı yağdan daha böyükdür. Birincisi 1430 kq/m3, ikincisi isə 920 kq/m3. Buna görə də, eyni həcmdə qablarla, ballı olan daha ağır olacaq.
Problemin sualına daha dəqiq cavab vermək üçün qablardakı bal və yağın kütləsini hesablamalısınız. Onların həcmi məlumdur - 1 litrdir. Ancaq hesablamalarda kubmetrdə bir dəyərə ehtiyacınız olacaq. Beləliklə, ilk iş tərcümə etməkdir. Bir m3 tərkibində 1000 litr var. Buna görə də, nəticəni hesablayarkən, 0,001 m3-ə bərabər həcm dəyərini götürməlisiniz.
Kütlə düsturu indi sıxlığın həcmlə vurulduğu halda istifadə edilə bilər. Sadə hesablamalardan sonra aşağıdakı kütlə dəyərləri əldə edilir: bal və yağ üçün müvafiq olaraq 1,43 kq və 0,92 kq.
Cavab: bal qabı daha ağırdır.
Problem No 2. Vəziyyət: Üzərində çəkisinin 500 kiloqram olduğu yazılmış çəkisi kloun problemsiz qaldırır. Əgər çəkisi 5 litrdirsə və hazırlandığı material mantardırsa, onun həqiqi kütləsi nə qədərdir?
Qərar. Cədvəldə mantar sıxlığının dəyərini tapmaq lazımdır. 240 kq/m3 bərabərdir. İndi həcmin dəyərini tərcümə etməlisiniz, siz 0,005 m3 alırsınız.
Bu kəmiyyətləri bilməklə artıq məlum düsturdan istifadə etmək çətin deyilsaxta çəki kütləsini hesablayın. 1,2 kq-a bərabər olur. İndi başa düşdüm ki, təlxək niyə heç də çətin deyil.
Cavab. Çaydanın faktiki kütləsi 1,2 kq-dır.
Problem №3. Vəziyyət: Cin lampada oturmuşdu, həcmi məlum deyil. Lakin o an onun sıxlığı 40.000 kq/m3 idi. Şüşədən çıxandan sonra adi insan bədəninin parametrlərinə sahib olmağa başladı: həcm 0,08 m3, sıxlıq 1000 kq/m3. Lampanın həcmi nə qədərdir?
Qərar. Əvvəlcə normal vəziyyətdə onun kütləsini öyrənməlisiniz. 80 kq-a bərabər olacaq. İndi lampanın həcmini tapmağa davam edə bilərik. Güman edəcəyik ki, Jean onun içindəki bütün yeri tutur. Sonra kütləni sıxlığa, yəni 80-ə 40.000-ə bölmək lazımdır. Qiymət 0,002 m3 olacaq. Bu iki litrə bərabərdir.
Cavab. Lampanın həcmi 2 litrdir.
Kütləvi Hesablama Problemləri
Kütlənin nə olduğu haqqında söhbətin davamı həyatla bağlı vəzifələrin həlli olmalıdır. Budur, biliyin praktikada tətbiqini aydın şəkildə nümayiş etdirəcək iki vəziyyət.
Problem №4. Vəziyyət: 1979-cu ildə tanker qəzası baş verdi, nəticədə neft buxtaya daxil oldu. Onun şlakının diametri 640 m, qalınlığı isə təqribən 208 sm idi. Tökülən neftin kütləsi nə qədərdir?
Qərar. Yağın sıxlığı 800 kq/m3 təşkil edir. Artıq məlum olan düsturdan istifadə etmək üçün ləkənin həcmini bilmək lazımdır. Silindr üçün yeri götürsək, hesablamaq asandır. Sonra həcm düsturu belə olacaq:
V=πr2h.
Bundan başqa, r radius, h isə silindrin hündürlüyüdür. Sonra həcm 668794,88 m3-ə bərabər olacaq. İndi kütləni hesablaya bilərsiniz. Bu belə olacaq: 535034904 kq.
Cavab: neftin kütləsi təxminən 535036 tona bərabərdir.
Problem №5. Vəziyyət: Ən uzun telefon kabelinin uzunluğu 15151 km-dir. Naqillərin en kəsiyi 7,3 sm2 olarsa istehsalına daxil olan misin kütləsi nə qədərdir?
Qərar. Misin sıxlığı 8900 kq/m3 təşkil edir. Həcmi baza sahəsinin məhsulunu və silindrin hündürlüyünü (burada kabelin uzunluğu) ehtiva edən bir düsturla tapılır. Ancaq əvvəlcə bu ərazini kvadrat metrə çevirmək lazımdır. Yəni bu rəqəmi 10000-ə bölün. Hesablamalardan sonra məlum olur ki, bütün kabelin həcmi təxminən 11000 m3-ə bərabərdir.
İndi kütlənin nə olduğunu öyrənmək üçün sıxlıq və həcm dəyərlərini çox altmalısınız. Nəticə 97900000 kq rəqəmdir.
Cavab: misin kütləsi 97900 tondur.
Başqa bir kütləvi çağırış
Problem №6. Vəziyyət: Çəkisi 89867 kq olan ən böyük şamın diametri 2,59 m idi. Onun hündürlüyü nə qədər idi?
Qərar. Mumun sıxlığı - 700 kq/m3. Hündürlüyü həcm düsturundan tapmaq lazımdır. Yəni, V π hasilinə və radiusun kvadratına bölünməlidir.
Və həcmin özü kütlə və sıxlıqla hesablanır. 128,38 m3 bərabər olduğu ortaya çıxdı. Hündürlüyü 24,38 m idi.
Cavab: şamın hündürlüyü 24,38 m-dir.
