§20. Масса тела. Единицы массы

Вопросы

1. Как проводился опыт с двумя взаимодействующими тележками?

Ответ:

Из опыта можно узнать, что скорость появляется лишь в результате приложения силы относительно точки опоры. При этом каждому из тел при таком взаимодействии передается часть энергии влияющая на его скорость.
Скажем к тележке прикрепим упругую пластинку. Затем изогнём её и свяжем нитью. К одной тележке приставим другую точно такую же телегу (рис. 43, а). Перережем нитку. В итоге, и та и другая тележка придет в движение относительно поверхности и друг друга. Их движение будет разнонаправленное (рис. 43, б). Такой опыт показывает, что скорость тел может поменяться в результате взаимодействия на них силы, от другого тела, точки опоры. В данном случае второй тележки.

рис. 43. Изменение скорости движения тележек при взаимодействии.

Изменим условия, положив на одну из тележек груз (рис. 46,а ). Теперь после того как перерезаем нить, срабатывает пружина передавая энергию, тележки также разъезжаются в разные стороны, но их скорость стала разной.  (рис. 46, б). Не смотря на равную силу приложенную к тележкам их скорость и конечное расстояние, которое они прошли, будут разными. На это повлияла масса груза тележки.

рис. 46 Изменение скорости движения тележек в зависимости от их массы.

Тележка с грузом пройдет меньший путь. Это значит, что при одинаковых условиях влияющих на гашение скорости, у тележки с грузом было меньшая скорость. И расстояние, которое они прошли прямо пропорционально не только скорости, но и массе тележек. 

В итоге, можно сделать заключение, что если скорости тележек при приложении к ним силы одинаковые, то и массы были равными. Если скорости различны, то и массы тоже. 

2. Каким образом можно установить, что масса одной из тележек больше, а другой меньше?

Ответ:

Если скорости тележек при приложении к ним силы одинаковые, то и массы были равными. Если скорости различны, то и массы тоже. Скорость, расстояние и масса пропорциональны между собой, то есть расстояние на столько меньше, на сколько больше масса или наоборот, настолько больше расстояние, насколько была меньше масса, к которой прилагалась сила.

3. Какие единицы массы, помимо килограмма, также используют на практике?

Ответ:

В жизни можно массу выразить и в других единицах измерения: 
миллиграмм (мг).
грамм (г);
центнер (ц);
тонна (т);

Упражнение 6

1. Выразите в килограммах массы тел: 3 т; 0,25 т; 300 г; 150 г; 10 мг.

Ответ:

1 т = 1000кг;
3 т = 3 * 1000 = 3000 кг;
0,25 т = 0,25 * 1000 = 250 кг;
1 г = 0,001 кг ($10^{-3}$ кг);
300 г = 300 * 0,001 = 0,3 кг;
150 г = 150 * 0,001 = 0,15 кг;
1 мг = 0, 000001 кг ($10^{-6}$ кг);
10 мг = 10 * 0,000001 = 0,00001 кг.
Ответ. 3000 кг; 250 кг; 0,3 кг; 0,15 кг; 0,00001 кг.

2. Из неподвижной лодки, масса которой 80 кг, прыгает на берег мальчик. Масса мальчика 40 кг, скорость его при прыжке 2 м/с. Какую скорость приобрела лодка?

Ответ: Из выше поставленных опытов мы знаем, что расстояние и масса пропорциональны между собой, то есть расстояние на столько меньше, на сколько больше масса или наоборот, настолько больше расстояние, насколько была меньше масса, к которой прилагалась сила.

Дано:
$m_{л}$ = 80 кг;
$m_{м}$ = 40 кг;
$v_{м}$ = 2 м/с;
$v_{л}$ −?
Решение:
Высчитаем соотношения масс мальчика и лодки $\frac{m_{м}}{m_{л}}$ = $\frac{80}{40} = 2$
Получается, что мальчик в 2 раза легче лодки, значит во столько раз (2) будет выше его скорость.
$v_{л}=\frac{v_{м}}{2} = 1 м/с.$
Ответ. 1 м/с скорость лодки.

3. Из винтовки вылетает пуля со скоростью 700 м/с. Винтовка при отдаче приобретает скорость 1,6 м/с. Определите массу винтовки, если масса пули 10 г.

Ответ: Из выше поставленных опытов мы знаем, что расстояние и масса пропорциональны между собой, то есть расстояние на столько меньше, на сколько больше масса или наоборот, настолько больше расстояние, насколько была меньше масса, к которой прилагалась сила.

Дано:
$v_{п}$ = 700 м/с;
$v_{в}$ = 1,6 м/с;
$m_{п}$ = 10 к;
$m_{в}$ − ?
Решение:
Находим соотношение скорости пули и скорости отдачи винтовки при выстреле:
$\frac{v_{п}}{v_{в}}=\frac{700}{1,6}$ = 437,5
оно равно 437,5, это значит, что масса пули во столько же раз меньше массы винтовки:
$m_{в}$ = $m_{п}$ * 437,5 = 10 * 437,5 = 4375 г или 4,375 кг
Ответ. 4,375 кг масса винтовки.