Номер 6, страница 63 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

6. Как можно измерить массу тела?

Масса является мерой инертности тела, а также его гравитационных свойств. Существует несколько различных способов её измерения, как прямых, так и косвенных.

1. Взвешивание на рычажных весах

Это классический и наиболее фундаментальный способ измерения массы. Он основан на принципе сравнения массы измеряемого тела с массой эталонов (гирь). Тело помещают на одну чашу весов, а на другую — гири до тех пор, пока весы не достигнут равновесия. В состоянии равновесия моменты сил, создаваемые телом и гирями, равны. Поскольку плечи рычага у весов одинаковы, то и массы на чашах равны. Важным преимуществом этого метода является то, что результат измерения не зависит от значения ускорения свободного падения $g$, так как гравитация действует одинаково на обе чаши весов.

Ответ: Массу тела можно измерить путем прямого сравнения с эталонными массами (гирями) с помощью рычажных весов.

2. Измерение с помощью пружинных или электронных весов

Эти приборы, строго говоря, измеряют не массу, а вес тела — силу $P$, с которой тело действует на опору или подвес. Вес связан с массой $m$ через ускорение свободного падения $g$ по формуле $P = m \cdot g$. Шкала таких весов заранее проградуирована в единицах массы (килограммах или граммах) исходя из предположения, что измерение проводится при стандартном значении $g \approx 9,8 \, \text{м/с}^2$. Поэтому их показания будут неточными в местах, где $g$ отличается от стандартного (например, в горах или на экваторе). Чтобы найти точную массу, нужно измерить вес $P$ и разделить его на точное значение $g$ в месте измерения: $m = P/g$.

Ответ: Массу тела можно определить, измерив его вес с помощью пружинных или электронных весов и зная местное ускорение свободного падения.

3. Инерционный метод

Данный способ основывается на втором законе Ньютона, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение ($F = m \cdot a$). Чтобы измерить массу этим методом, необходимо приложить к телу известную силу $F$ и измерить ускорение $a$, которое тело приобретает под действием этой силы. Тогда массу можно вычислить по формуле $m = F/a$. Этот метод позволяет измерить инертную массу тела и незаменим в условиях, где гравитация очень мала или отсутствует, например, в космосе.

Ответ: Массу тела можно найти, измерив ускорение, которое тело получает под действием известной силы, и применив второй закон Ньютона ($m = F/a$).

4. Расчетный метод (через плотность и объем)

Если тело однородно и изготовлено из материала с известной плотностью $\rho$, его массу можно вычислить, определив его объем $V$. Масса находится по формуле $m = \rho \cdot V$. Объем тел правильной геометрической формы (куб, шар, цилиндр) можно рассчитать по их линейным размерам. Объем тела неправильной формы можно измерить с помощью мерного сосуда (мензурки), определив объем вытесненной им жидкости.

Ответ: Массу однородного тела можно рассчитать как произведение его плотности на объем ($m = \rho \cdot V$).