Фізика. 7 клас. Шут

§ 18. Визначення маси і об’єму тіла за його густиною

1. Визначення маси тіла за його густиною та об’ємом. На практиці відомості про густину речовини часто бувають необхідні для розрахунків мас (або об’ємів) тіл, які з цієї речовини будуть виготовлені.

Розглянемо окремі приклади розрахунків маси і об’єму тіл, якщо відомо, з яких речовин вони виготовлені.

Приклад 1. Чому дорівнює маса гасу в залізничній цистерні об'ємом 80 м³?

Під час конструювання машин, суден, літаків, ракет тощо важливо знати їх масу для визначення конструктивних особливостей та можливих витрат палива

2. Визначення об’єму тіла за його густиною та масою.

Приклад 2. Який об’єм має латунний циліндр массою 5,1 кг?

ПОГЛИБТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

Що розуміють під однорідною і неоднорідною речовинами?

Речовина, що має однакову густину в усьому об’ємі, отримала назву однорідної речовини. Але у багатьох випадках речовини мають різну густину у різних частинах об’єму (суміші, розчини тощо). Такі речовини називаються неоднорідними. Для неоднорідних речовин визначають середню густину.

Приклади значення середніх густин неоднорідних речовин наведено в табл. 10.

Середня густина деяких неоднорідних речовин

Таблиця 10

Речовина	Густина
Ядро атома	1017
Нейтронна зоря	1017
Тіло людини	1,07 • 103
Земля	5,5 • 103
Міжзоряний газ	10-20
Сплави із срібла і золота	10,5 • 103 — 19,3 • 103

Фізичні дослідження в Україні

Не складно зрозуміти, що залежно від густини речовина є більш або менш міцною. Сьогодні міцні матеріали користуються найбільшим попитом у різних галузях техніки. В Україні над проблемами створення таких матеріалів працюють співробітники Інституту надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля Національної Академії наук (м. Київ). Учені розробляють технології одержання і використання штучних алмазів та твердих сплавів. З таких матеріалів виготовляються інструменти для обробки металів, каменю, буріння нафтових і газових свердловин.

Подумайте і дайте відповідь

• 1. Як обчислити масу тіла за відомими густиною речовини, з якої воно виготовлене, та об’ємом тіла?
• 2. Як обчислити об’єм тіла за відомими густиною речовини, з якого воно виготовлене, та масою тіла?
• 3*. Які речовини називають однорідними? неоднорідними?

Розв’яжіть задачі та оцініть результати

Вправа 18.

• 1. Три кубики — з алюмінію, заліза та міді — мають однаковий об’єм. Визначте, який з них має найменшу масу, а який — найбільшу? Густини речовин визначте з табл. 9.
• 2. Обчисліть масу нафти у цистерні об’ємом 65 м³. Густину нафти визначте з табл. 9.
• 3. Яка маса повітря в кімнаті розмірами 6,3 х 3,8 х 2,8 м при 0 °С? Густину повітря визначте з табл. 9.
• 4. Щоб визначити ємність посудини складної форми, її зважили, потім повністю наповнили водою і знову зважили. Виявилося, що маса порожньої посудини 17 кг, маса посудини з водою — 86 кг. Знайдіть ємність посудини.
• 5. У мензурку налито води (рис. 101). Визначте масу води у мензурці.

Рис. 101. Мірний циліндр з водою

ПОГЛИБТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

Як визначають маси космічних тіл?

Із засобів масової інформації та з мережі Інтернет ви, мабуть, знаєте, що у листопаді 2014 року космічний апарат «Розетта» наблизився до комети Чурюмова-Герасименко, після чого космічний модуль Philae («Філа») опустився на поверхню комети і закріпився на ній. Але цікаво, що набагато раніше, ніж космічний модуль безпосередньо торкнувся комети, астрономи вже знали її масу. Тоді як це було зроблено, адже масу комети не можна визначити безпосередньо! Справа в тому, що коли космічний апарат проходить поблизу будь-якого космічного тіла, він трохи змінює свій курс під впливом його притягання (як і Земля, усі космічні тіла теж здатні притягувати до себе інші тіла). Це, в свою чергу, призводить до ледве помітних змін у швидкості космічного апарату, які реєструються на Землі. Саме за результатами цих змін і визначається маса космічного тіла, зокрема, комети. Використовуючи результати спостережень за рухом космічного апарату «Розетта» поблизу комети Чурюмова-Герасименко, астрономи оцінили її масу. Вона виявилася рівною близько 10 мільярдів тонн!