Формулы массы в физике. Инерционная и гравитационная массы. Относительная атомная масса. Масса и энергия

Формулы для инерции

В физике формула нахождения массы инерционной имеет следующий вид:

m = F / a

Здесь F — сила, которая на тело действует и вызывает появление у него ускорения a. Формула показывает, что чем больше будет действующая сила и чем меньше она сообщит ускорение телу, тем больше инерционная масса m.

Помимо записанного выражения, следует привести еще одну формулу нахождения массы в физике, которая связана с явлением инерции. Эта формула имеет вид:

m = p / v

Здесь p — количество движения (импульс), v — скорость тела. Чем большим количеством движения обладает тело и чем меньше его скорость, тем большую инерционную массу оно имеет.

Практика определения на производстве

Для всех металлических изделий (метизов) разработаны стандарты. Именно ими пользуются металлурги и другие производственники для определения массы, а далее и веса круга стального по таблицам. Чаще всего требуется рассчитать этот параметр для сортового проката или кованого сорта с любыми формами сечения.

Для стального проката и поковок

Это легко сделать с помощью соответствующих стандартов. В стандарте показаны данные на чертежах и их обозначение в таблицах металлов. Остаётся лишь найти нужные данные в таблице и соответствующую им массу. Она указана для погонного метра. Далее, пересчёт делается на нужную длину.

Некоторые из этих документов:

  • Для стального проката круглой формы ГОСТ 2590—2006.
  • Для кованого сорта (круга и квадрата) ГОСТ 1133—71.
  • Для равнополочного и не равнополочного уголка ГОСТ 8509—93.
  • Для швеллеров равнополочных ГОСТ 8278—83.

Там же приведена площадь поперечного сечения для каждого изделия. Таким образом, можно узнать искомую величину (массу) для метиза другого сечения, по известной площади его сечения. Этот метод простой и довольно надёжный, если не требуется высокая точность вычислений. Для изделий из других материалов следует пользоваться соответствующими ГОСТ. Трубам из бронзы и латуни соответствуют ГОСТ 2622—75.

С помощью таблиц плотностей

Этот метод подойдёт для изделий удобной для обмера формы. Плотности большинства веществ давно измерены и занесены в таблицы. Формула плотности: ρ=mV, где ρ плотность, m масса, V объём. Отсюда m=tablica_plotnostey.jpgρ/V.

Найти величину m можно следующим образом:

  1. Измерить предмет.
  2. Определить его объём.
  3. Найти ρ по таблице.
  4. Подставив известные величины в формулу, найти m.

Объём тела

Для изделий стандартной формы эта процедура отработанная. Зная линейные размеры тела, можно узнать объём. Вот некоторые формулы вычисления этой составляющей:

  • formuly_vychisleniya_obema.jpgДля шара — его радиус (r) возводят в куб и умножают на 4/3π (π=3,1415926535).
  • Для цилиндра — это площадь основания, умноженная на высоту. В основании круг, его площадь — это πr2.
  • Для параллелепипеда (это блюмы, слябы, лист, лента) — перемножаем три стороны.
  • Для конуса умножается треть высоты на площадь круга (основания).

Если форма предмета сложная, то можно разложить её на более простые составляющие. Затем их сложить.

Если вещь небольшая, а конфигурация необычная, то погрузив её в воду (или другую жидкость), легко измерить вытесненный объём жидкости. Он и будет искомой величиной. Ксилометр — это прибор для измерения объёма, основанный на этом принципе.

Единицы измерения

Массу принято измерять в килограммах (СИ) или граммах. При её определении надо выбирать соответствующие размерности других компонентов. Для плотности — кг/м³ или грамм/см³. Для объёма —м³ (или см³). Такие вычисления будут верны.

Калькуляторы нахождения параметров

Чтобы не вычислять по формулам самостоятельно, для наиболее распространённых изделий разработаны калькуляторы. Пользоваться ими легко. Нужно знать геометрические данные изделия и плотность (берётся из таблиц). Все параметры вводятся в калькулятор. На выходе получаем готовый результат.

Иногда возникает необходимость подсчёта количества мелких крепёжных деталей (болтов, гаек, шайб). Такие калькуляторы существенно облегчают расчёты. Вводятся следующие данные: тип метиза, ГОСТ, диаметр, длина. На выходе имеем массу и количество (штук).

Формула расчета удельного веса металла

Кроме использования калькулятора, есть другой метод расчета массы трубного изделия. Для этого можно воспользоваться геометрической формулой расчета веса металла. Сначала потребуется узнать площадь сечения, а потом умножить на длину отрезка. Полученный результат необходимо умножить на плотность металла, из которого изготовлено изделие. Следует знать о том, что в зависимости от марки стали плотность металла может различаться.

Как определить удельный вес металла?

Расчет массы трубы производится по следующей формуле:

М.П. = S*2*(А+В)*ρ.

В этой формуле S – толщина стенок в метрах, буквами A и B обозначается длина профиля в метрах. А плотность стали обозначается буквой ρ.

Энергия

massa-i-energiya.jpg

Выше были приведены разные формулы, как найти массу в физике. Завершая статью, хотелось бы отметить связь массы и энергии. Это связь носит фундаментальный характер, который отражает пространственно-временные свойства нашей Вселенной. Соответствующая формула массы в физике, полученная Альбертом Эйнштейном, имеет вид:

E = m * c2

Квадрат скорости света c является коэффициентом перевода между массой и энергией. Это выражение говорит о том, что обе величины, по сути, являются одной и той же характеристикой материи.

Записанное выражение было подтверждено экспериментально при изучении ядерных реакций и реакций элементарных частиц.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий