Номер 1, страница 73 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. § 22. Измерение массы тела на весах. Глава 2. Взаимодействие тел - номер 1, страница 73.

1. Какие способы определения массы вам известны?

Существует несколько фундаментально различных способов определения массы тела, основанных на разных физических принципах.

1. Взвешивание (сравнение с эталоном)

Это самый распространенный способ определения массы в быту и в лабораториях. Он основан на измерении гравитационной массы. Взвешивание — это процесс сравнения силы тяжести, действующей на тело неизвестной массы, с силой тяжести, действующей на тело известной (эталонной) массы.

• Рычажные весы: На одну чашу весов помещают тело, массу которого нужно измерить, а на другую — гири (эталоны массы) до тех пор, пока весы не придут в равновесие. В состоянии равновесия моменты сил, создаваемые телом и гирями, равны, что при равных плечах рычага означает равенство их масс.
• Пружинные и электронные весы: Эти приборы измеряют не массу напрямую, а вес тела — силу $F_{тяж}$, с которой тело давит на опору или растягивает подвес под действием гравитации. Зная ускорение свободного падения $g$ в месте измерения, масса вычисляется по формуле $m = F_{тяж} / g$. Современные электронные весы автоматически выполняют это преобразование и показывают результат сразу в единицах массы (килограммах, граммах).

Ответ: Массу можно определить путем прямого взвешивания на весах. Этот метод основан на сравнении гравитационной силы, действующей на измеряемое тело, с силой, действующей на эталонные массы (гири), либо на измерении веса тела с последующим вычислением массы.

2. Расчетный способ (через плотность и объем)

Если тело состоит из однородного вещества, плотность которого $\rho$ известна (например, из справочных таблиц), то его массу можно вычислить, измерив его объем $V$. Объем тел правильной геометрической формы можно рассчитать по математическим формулам. Объем тел неправильной формы можно измерить с помощью мензурки, определяя объем вытесненной им жидкости. Масса в этом случае находится по формуле: $m = \rho \cdot V$ Ответ: Массу однородного тела можно рассчитать, умножив его объем на плотность вещества, из которого оно состоит.

3. Инерционный способ (на основе второго закона Ньютона)

Этот способ основан на измерении инертной массы тела, то есть его свойства сопротивляться изменению скорости под действием силы. Согласно второму закону Ньютона, сила $F$, действующая на тело, связана с его массой $m$ и ускорением $a$ соотношением $F = m \cdot a$. Следовательно, массу можно найти как отношение силы к ускорению: $m = \frac{F}{a}$ Чтобы определить массу таким способом, нужно приложить к телу известную силу и измерить вызванное этой силой ускорение. Этот метод особенно важен в условиях невесомости (например, на борту космической станции), где обычное взвешивание невозможно. Для этого используются специальные приборы — массметры (инерционные весы). Ответ: Массу можно определить, измерив инертные свойства тела: для этого к телу прикладывают известную силу, измеряют его ускорение и вычисляют массу по второму закону Ньютона.

4. Гравитационный способ (для астрономических объектов)

Массу крупных небесных тел (планет, звезд, галактик) определяют на основе закона всемирного тяготения Ньютона. Наблюдая за движением одного тела вокруг другого (например, спутника вокруг планеты или планеты вокруг звезды), можно вычислить массу центрального, более массивного тела. Для спутника, движущегося по круговой орбите радиусом $r$ с периодом обращения $T$ вокруг планеты массой $M$, гравитационная сила является центростремительной. Из этого условия можно вывести формулу для массы планеты: $M = \frac{4\pi^2 r^3}{G T^2}$ где $G$ — гравитационная постоянная. Измерив радиус орбиты $r$ и период обращения $T$, можно вычислить массу $M$. Ответ: Массу астрономических объектов определяют, анализируя их гравитационное взаимодействие с другими телами (например, по параметрам орбиты вращающегося вокруг них спутника), используя закон всемирного тяготения.