Куля є одним з найбільш простих тривимірних тел.щоб знайти масу кулі, необхідно знати його обсяг і щільність. Обсяг можна обчислити по радіусу, довжині кола або діаметру. Можна також занурити кулю в воду і знайти обсяг за кількістю витісненої їм води. Після того як ви визначите обсяг, помножте його на щільність, і ви отримаєте масу кулі.
Кроки
Частина1З 3:
Знайдіть об'єм кулі
Частина1З 3:
- Згадайте формулу для обчислення об'єму кулі. Куля являє собою тривимірне геометричне тіло. Обсяг кулі обчислюється за наступною основною формулою:[1]
-
- Знайдіть обсяг кулі по відомому радіусу.радіус кулі-це відстань від його центру до зовнішнього краю. Обсяг кулі можна знайти, якщо відомий його радіус. У той же час радіус кулі досить складно виміряти через проблеми з точним визначенням і досягненням центру суцільного тіла.[2]
- Припустимо, в задачі зазначено, що радіус кулі становить 10 сантиметрів. Тоді обсяг можна знайти наступним чином:
- Припустимо, в задачі зазначено, що радіус кулі становить 10 сантиметрів. Тоді обсяг можна знайти наступним чином:
- Знайдіть обсяг по відомому діаметру. у завданні може бути вказаний діаметр кулі. Діаметр дорівнює подвоєному радіусу. Іншими словами, діаметр являє собою довжину відрізка, проведеного від одного краю кулі до іншого через його центр. Щоб обчислити обсяг кулі по заданому діаметру (d), перепишемо формулу в наступному вигляді:[3]
- Застосуємо дану формулу для знаходження обсягу кулі діаметром 10 сантиметрів.
- Перепишіть формулу для того випадку, якщо відома довжина кола.довжина кола кулі, мабуть, найлегше піддається безпосередньому вимірюванню. Можна використовувати вимірювальну стрічку: акуратно оберніть її навколо кулі в його найширшому місці, щоб визначити довжину кола. Довжина кола може бути також дана в умові завдання. Щоб знайти об'єм кулі по довжині кола (C), перепишемо формулу в наступному вигляді:[4]
- Обчисліть обсяг по відомій довжині кола.припустимо, дано куля, довжина кола якого становить 32 сантиметри. Знайдемо його обсяг:
- Знайдіть об'єм по витісненій воді.Легкий метод безпосередньо виміряти об'єм кулі полягає в тому, щоб занурити його у воду. Вам знадобиться досить великий лабораторний стакан, щоб в нього увійшов куля, з нанесеними на ньому мітками обсягу.[5]
- Налийте в склянку достатню кількість води, щоб вона повністю покривала кулю. Запишіть результати вимірювань.
- Опустіть кулю в воду. Відзначте початковий рівень води і те, наскільки вона піднялася. Запишіть результат.
- Відніміть початковий рівень води з кінцевого. В результаті ви отримаєте обсяг кулі.
- Припустимо, при опусканні кулі в стакан рівень води піднявся з 100 до 625 мілілітрів. В цьому випадку обсяг кулі становить 525 мілілітрів. Врахуйте, що 1 мл=1 см3.
Частина2З 3:
Розрахуйте масу за обсягом
Частина2З 3:
- Знайдіть щільність.щоб обчислити масу за обсягом, необхідно знати щільність тіла. Різні матеріали мають різну щільність. Порівняйте, наприклад, куля з пінопласту і заліза. Залізо має набагато більшу щільність, тому залізна куля буде значно важче.
- Щільність багатьох матеріалів можна визначити за таблицями щільності, які можна знайти в Інтернеті, довіднику або промислових каталогах.
- Як приклад нижче наведені значення щільності деяких твердих матеріалів:[6]
- Алюміній = 2700 кг / м3;
- Вершкове масло = 870 кг / м3;
- Свинець = 11,350 кг / м3;
- Пресована деревина = 190 кг/м3.
- При необхідності переведіть отриманий результат в інші одиниці виміру. одиниці виміру при обчисленні обсягу повинні відповідати тим, в яких приведена щільність. В іншому випадку необхідно перевести все в одні одиниці виміру.
- У всіх прикладах в попередньому розділі обсяг вимірювався в кубічних сантиметрах. У той же час щільність деяких матеріалів приведена в кілограмах на кубічний метр. Оскільки в одному метрі міститься 100 сантиметрів, кубічний метр відповідає 106 кубічним сантиметрам. Поділіть наведені значення щільності на 106, щоб знайти щільність в кг/см3. Для простоти можна просто перемістити десяткову кому на 6 знаків вліво.
- Чотири наведені вище матеріали матимуть таку щільність:
- Алюміній = 2700 кг / м3 = 0,0027 кг / см3;
- Вершкове масло = 870 кг / м3 = 0,00087 кг / см3;
- Свинець = 11,350 кг / м3 = 0,01135 кг / см3;
- Пресована деревина = 190 кг/м3 = 0,00019 кг/см3.
- Щоб знайти масу, помножте обсяг на щільність. згадайте, що формула для щільності має наступний вигляд: . Перепишемо формулу так, щоб по ній можна було знайти масу: .[7]
- Знайдемо масу кулі об'ємом 500 см3 для наведених вище чотирьох матеріалів (алюмінію, вершкового масла, свинцю і пресованої деревини):
- Знайдемо масу кулі об'ємом 500 см3 для наведених вище чотирьох матеріалів (алюмінію, вершкового масла, свинцю і пресованої деревини):
Частина3З 3:
Приклад розв'язання задачі
Частина3З 3:
- Уважно прочитайте умову задачі.при вирішенні задач на обчислення маси необхідно до кінця прочитати умову. При цьому звертайте особливу увагу на те, що дано. Уважно прочитайте умова і визначте, що необхідно знайти. Як приклад розглянемо наступне завдання:
- Дано великий латунний куля діаметром 1,2 метра. Знайдіть масу кулі.
- Визначте, що відомо. уважно прочитайте умову задачі. В даному прикладі відомий діаметр, тому слід використовувати наступну формулу:
- Крім того, в умові зазначено, що куля зроблена з міді. Знайдіть таблицю щільності в Інтернеті і визначте по ній щільність латуні.
- Наприклад, за допомогою сайту EngineeringToolbox.com (англійською мовою) можна визначити, що щільність латуні становить 8480 кг/м3 (також можете скористатися сайтом www.fxyz.ru). оскільки діаметр кулі дано в метрах, для щільності необхідно використовувати кілограми на кубічний метр, тому немає необхідності переводити її в інші одиниці виміру.
- Обчисліть обсяг.щоб розрахувати обсяг, виберіть потрібну формулу, підставте в неї відомі величини і проведіть необхідні обчислення:
- Використовуйте для обчислення маси відому щільність. згадаймо, що .[8] підставимо відомі величини і знайдемо масу:
Поради
- У даній статті передбачається, що щільність однорідна по всьому об'єму кулі. У більшості математичних і фізичних задач ця умова виконується. Однак буває і так, що середина і зовнішні шари кулі мають різну щільність.
Джерела
- ↑ Http://www.math.com/tables/geometry/volumes.htm
- ↑ Http://www.math.com/tables/geometry/volumes.htm
- ↑ Http://www.math.com/tables/geometry/volumes.htm
- ↑ Http://www.math.com/tables/geometry/volumes.htm
- ↑ Http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter3/lesson2
- ↑ Http://www.engineeringtoolbox.com/density-solids-d_1265.html
- ↑ Http://www.calculatorsoup.com/calculators/physics/density.php
- ↑ Http://www.calculatorsoup.com/calculators/physics/density.php