Как определить массу тела, зная силу тяжести и ускорение свободного падения?
Найдите правильный ответ на вопрос ✅ «Как определить массу тела, зная силу тяжести и ускорение свободного падения? …» по предмету 📘 Физика, а если вы сомневаетесь в правильности ответов или ответ отсутствует, то попробуйте воспользоваться умным поиском на сайте и найти ответы на похожие вопросы.
Смотреть другие ответы
Главная » Физика » Как определить массу тела, зная силу тяжести и ускорение свободного падения?
Характеристики планет Солнечной системы были известны еще в средневековье, во времена Кеплера и Галилея. То есть, массу планет приблизительно можно было определить даже простыми методами и инструментами. В современной астрономии есть несколько методов расчета характеристик планет, звезд, скоплений и галактик.
Планеты солнечной системы
Интересный факт: 99,9% всей массы Солнечной системы сосредоточена в самом Солнце. На все планеты вместе взятые приходится не более 0,01%. При этом из этих 0,01%, в свою очередь, 99% массы приходится на газовые гиганты (в том числе 90% только на Юпитер и Сатурн).
Содержание:
- 1 Рассчитываем массу Земли и Луны
- 2 Общие методики определения масс планет
- 3 Значения масс планет Солнечной системы
- 4 Определение масс звезд и галактик
Рассчитываем массу Земли и Луны
Чтобы измерить массу планет солнечной системы, проще всего в первую очередь найти значения для Земли. Как мы помним, ускорение свободного падения определяется по формуле F=mg, где m – масса тела, а F – действующая на него сила.
Параллельно вспоминаем универсальный закон всемирного тяготения Ньютона:
Сопоставив эти две формулы, и зная значение гравитационной постоянной 6,67430(15)·10−11 м³/(кг·с²), можно рассчитать массу Земли. Ускорение свободного падения на Земле мы знаем, 9,8 м/с2, радиус планеты тоже. Подставив все данные на выходе получим приблизительно 5,97 х 10²⁴ кг.
Земля и луна
Зная массу Земли, мы легко рассчитает параметры по другим объектам Солнечной системы – Луна, планеты, Солнце и так далее. С Луной вообще все довольно просто. Здесь достаточно учесть, что расстояния от центров тел до центра масс соотносятся обратно их массам. Подставив эти цифры для Земли и ее спутника получим массу Луны 7.36 × 10²² килограмма.
Перейдем теперь к методикам измерения массы планет земной группы – Меркурий, Венера, Марс. После чего рассмотрим газовые гиганты, и в самом конце – экзопланеты, звезды и галактики.
Общие методики определения масс планет
Наиболее классический способ, как узнать массу планет – расчет при помощи формул третьего закона Кеплера. Он гласит, что квадраты периодов обращения планет соотносятся так же, как кубы больших полуосей орбит. Ньютон немного уточнил этот закон, внеся в формулу массы небесных тел. На выходе получилась такая формула –
Таким способом можно найти массу всех планет Солнечной системы и самого Солнца.И периоды обращения, и большие полуоси орбит планет Солнечной системы легко измеряются астрономическими методиками, доступными даже без сложных инструментов. А так как массу Земли мы уже рассчитали, можно все цифры подставить в формулу и найти конечный результат.
В отношении же экзопланет и других звезд (но только двойных) в астрономии обычно применяется метод анализа видимых возмущений и колебаний. Он основан на том факте, что все массивные тела “возмущают” орбиты друг друга.
Такими расчетами были открыты планеты Нептун и Плутон, еще до их визуального обнаружения, как говорят “на кончике пера”.
Значения масс планет Солнечной системы
Итак, мы разобрались с общими методиками расчета масс разных небесных тел и посчитали значения для Луны, Земли и Галактики. Давайте теперь составим рейтинг планет нашей системы по их массе.
Возглавляет рейтинг с наибольшей массой планет Солнечной системы – Юпитер, которому не хватило одного порядка чтобы наша система стала двойной. Еще чуть-чуть и у нас могло быть два Солнца, второе вместо Юпитера. Итак, масса этого газового гиганта равняется 1,9 × 10²⁷ кг.
Интересно, что Юпитер – единственная планета нашей системы, центр масс вращения с Солнцем которой расположен вне поверхности звезды. Он отстоит примерно на 7% расстояния между ними от поверхности Солнца.
Вторая по массе планета – Сатурн, его масса 5,7 × 10²⁶ кг. Следующим идет Нептун – 1 × 10²⁶. Четвёртая по массе планета, газовый гигант Уран, масса которого – 8,7 × 10²⁵ кг.
Далее идут планеты земной группы, каменистые тела, в отличие от газовых гигантов с их большим радиусом и относительно малой плотностью.
Самой тяжелой из этой группы является наша планета, ее массу мы уже рассчитали. Далее идет Венера, масса этой планеты равняется 4,9 × 10²⁴ кг. После нее в рейтинге идет Марс, он почти в 10 раз легче – 6,4 × 10²³кг. И замыкает его, как планета самой маленькой массы, Меркурий – 3,3 × 10²³кг. Что интересно, Меркурий даже легче, чем два спутника в Солнечной системе – Ганимед и Каллисто.
Определение масс звезд и галактик
Для того чтобы найти характеристики одинарных звездных систем применяется гравиметрический метод. Его суть в измерении гравитационного красного смещения света звезды. Оно измеряется по формуле ∆V=0,635 M/R, где M и R – масса и радиус звезды, соответственно.
Косвенно можно также вычислить массу звезды по видимому спектру и светимости. Сначала определяется ее класс светимости по диаграмме Герцшпрунга-Рассела, а потом вычисляется зависимость масса/светимость. Такой способ не подходит для белых карликов и нейтронных звезд.
Масса галактик вычисляется в основном по скорости вращения ее звезд (или просто по относительной скорости звезд, если это не спиральная галактика). Все тот же всемирный закон тяготения Ньютона нам гласит, что центробежную силу звезд в галактике можно выразить в формуле:
Только в этот раз в формулу мы подставляем расстояние от Солнца до центра нашей галактики и его массу. Так можно рассчитать массу Млечного Пути, которая равняется 2,2 × 10⁴⁴г.
Не забываем, что эта цифра – это масса галактики без учета звезд, орбиты которых располагаются вне орбиты вращения Солнца. Поэтому для более точных расчетов берутся самые внешние звезды рукавов спиральных галактик.
Для эллиптических галактик способ нахождения массы схож, только там берется зависимость между угловым размером, скоростью движения звезд и общей массой.
Содержание материала
- Примеры решения задач по теме Масса тела
- Видео
- Относительная
- Как найти массу силу тяжести?
- Гравитационная масса
- Как выражается через плотность и объем, формула
- Инертность и масса тела
- Масса в специальной теории относительности
- Как масса связана с плотностью?
- Весы для измерения массы
- Что означает формула F=mg в физике???
- Почему в состоянии невесомости вес космонавта равен нулю а сила тяжести нет?
Примеры решения задач по теме Масса тела
ПРИМЕР 1
Задание Найти массу тела, которое состоит из вещества, плотность которого кг/м и имеет объём м. Решение Подставим исходные данные в формулу:
кг Ответ Масса тела кг.
ПРИМЕР 2
Задание Известно, что плотность железа кг/м. Найти объём, занимаемый железным бруском массой 1 тонна. Решение Выразим объём из оригинальной формулы:
Подставим данные, указанные в условии задачи, учитывая, что 1 т = кг:
м Ответ Объём бруска приблизительно равен м.
Видео
Относительная
Понятие об относительной массе применяется в атомной физике и в химии. Поскольку массы атомов и молекул имеют очень маленькие значения (≈10-27 кг), то оперировать ими на практике при решении задач оказывается крайне неудобно. Поэтому сообществом ученых было решено использовать так называемую относительную массу, то есть рассматриваемая величина выражается в единицах массы по отношению к массе известного эталона. Этим эталоном стала 1/12 массы атома углерода, которая равна 1,66057*10-27 кг. Соответствующая относительная величина получила название атомной единицы (а. е. м.).
Формулу относительной массы M можно записать так:
M = ma / (1 / 12 * mC)
Где ma — масса атома в килограммах, mC — масса атома углерода в килограммах. Например, если в это выражение подставить значение массы атома кислорода, то его а. е. м. будет равна:
M = 26,5606 * 10-27 / (1,66057 * 10-27) = 15,9949.
Поскольку а. е. м. является относительной величиной, то она не имеет размерности.
Удобство применения этого термина на практике заключается не только в небольших и целых значениях этой единицы измерения. Дело в том, что значение а. е. м. совпадает по величине с молярной массой, выраженной в граммах. Последняя представляет собой массу одного моль вещества.
Как найти массу силу тяжести?
Формула силы тяжести Fт=m*g, где m-масса тела, g-ускорение свободного падения. Для тела массой m=400 г =0.4 кг сила тяжести составит Fт=0.4*10=4 Н. Формула силы тяжести: F=mg, где m- масса тела, g-Н/кг.
Гравитационная масса
Масса материальной точки входит в закон всемирного тяготения, при этом она определяет гравитационные свойства данной точки.при этом она носит название гравитационной (тяжелой) массы.
Эмпирически получено, что для всех тел отношения инертных масс к гравитационным являются одинаковыми. Следовательно, если правильно избрать величину постоянной гравитации, то можно получить, что для всякого тела инертная и гравитационная массы одинаковы и связываются с силой тяжести (Ft) избранного тела:
где g – ускорение свободного падения. Если проводить наблюдения в одной и той же точке, то ускорения свободного падения одинаковы.
Как выражается через плотность и объем, формула
Плотность вещества (ρ) — это постоянная величина, равная частному от деления массы вещества на его объем. Плотность отображает, чему равна масса вещества в объеме 1м3. Измеряется в кг/м3.
ρ=mV, где ρ — плотность вещества, m — масса вещества, V — объем вещества.
Из этой формулы можно вывести формулу массы.
m=ρV
Инертность и масса тела
Когда мы разбирали определении инерции (способность сохранять скорость тела при отсутствии действия на него других тел), мы упоминали понятие инертности. Рассмотрев взаимодействие тел друг с другом и изменение скорости, теперь мы можем дать полное определение и этому понятию.
Инертность — это индивидуальное свойство каждого тела по-своему менять свою скорость при взаимодействии с другими телами:
- чем меньше меняется скорость, тем большую массу имеет тело — оно более инертно
- чем больше меняется скорость, тем меньшую массу имеет тело — оно менее инертно
Итак,
Масса тела — это физическая величина, которая является мерой инертности тела.
Масса в специальной теории относительности
В СТО масса инвариантна, но аддитивной не является. Она здесь определена как:
где E – полная энергия свободного тела, p- импульс тела, c – скорость света.
Релятивистская масса частицы определяется формулой:
где m – масс покоя частицы, v – скорость движения частицы.
Основной единицей измерения массы в системе СИ является: [m]=кг.
В СГС: [m]=гр.
Как масса связана с плотностью?
Очень просто. Чем больше плотность вещества, из которого состоит тело, тем большее значение будет иметь его масса. Ведь плотность определяется, как отношение двух величин. Первой из них является масса, объем — вторая. Чтобы обозначить эту величину выбрали греческую букву ρ. Единицей измерения оказывается отношение килограмма к кубическому метру.
Исходя из всего выше сказанного, формула массы принимает такой вид:
m = ρ * V, в которой буквой V обозначен объем тела.
Весы для измерения массы
Весы напольные, электронные, ручные, используемые для измерения массы тела в физике, откалиброваны специальным образом. Они показывают сразу килограммы. То есть, пересчитывают вес в массу по формуле, представленной в пункте выше. Вот так устроены эти приборы.
Другим способом измерения массы являются весы с двумя плечами рычага. Для определения рассматриваемой величины с помощью таких устройств используют набор эталонных гирь. Ими стараются уравновесить измеряемое тело.
Что означает формула F=mg в физике???
Ускорение свободного падения, 9,81 м/с^2
Сила=масса умножить на 9.8KN
g- какая-то постоянная и равна где-то 9
F = mg — VTOROI ZAKON NEWTON’a. SILA, KOTORUJU NEOBHODIMO PRILOZIT K MASSE m, CHTOBI ONA DVIGALAS S USKORENIEM g. V SVOBODNOM PADENII — SILA TJAZESTI, g — USKORENIE SVOBODNOGO PADENIJA, POSTOJANNAJA DLJA ZEMLI : g = 9,81 m/sec^2. ESLI TELO STOIT NA PODSTAVKE — VES TELA P = mg — SILA, S KOTOROI TELO DAVIT NA PODSTAVKU. A TI NE SMEESHSJA NAD LJUDJAMI, GIRL OR GUY? SMOTRI MNE!!! NAROD SIR, NO MUDR!
На тело массой 3кг действует сила F= 6н. Ускорение тела равно:
F=mg m-масса тела g-правильно 9,8(в учебниках говорят брать 10) Пример: Масса бруска 200г.; переводим в систему СИ: 0,2кг 0,2*9,8=1,96 Н Н-ньютон
Ускорение свободного падения
mgh -это потенциальная энергия
F(cила) =m(массе) умноженой на h(ускорение свободного падения)
F=mg. F — сила тяжести. Где m — масса тела, g — ускорение свободного падения (9.8).
F(cила) =m(массе) умноженой на h(ускорение свободного падени
На тело массой 3кг действует сила F= 6н. Ускорение тела равно:
При ударе кулаком: F=mg. F — сила удара, m — масса тела, g -ускорение/скорость «вылета» кулака, легко доказывается на тренажере.
F=mg m-масса тела g-правильно 9,8(в учебниках говорят брать 10)
E=mgh- потенциальная энергия тела на высоте h от земли. Это энергия! F=ma- второй закон Ньютона! Это сила! А кинетическая энергия: E=m*v^2/2
Гений (76570) F=mg F — сила тяжести где m — масса тела, g — ускорение свободного падения (9.8)
g — ускорение свободного падения, измеряется в Ньютонах (9,8~10)
No related posts.
Почему в состоянии невесомости вес космонавта равен нулю а сила тяжести нет?
На космонавта действует сила тяжести , где — ускорение свободного падения на высоте h. … То есть сила реакции опоры равна нулю, а значит, по третьему закону Ньютона равен нулю и вес космонавта.
Теги
Все категории
- Фотография и видеосъемка
- Знания
- Другое
- Гороскопы, магия, гадания
- Общество и политика
- Образование
- Путешествия и туризм
- Искусство и культура
- Города и страны
- Строительство и ремонт
- Работа и карьера
- Спорт
- Стиль и красота
- Юридическая консультация
- Компьютеры и интернет
- Товары и услуги
- Темы для взрослых
- Семья и дом
- Животные и растения
- Еда и кулинария
- Здоровье и медицина
- Авто и мото
- Бизнес и финансы
- Философия, непознанное
- Досуг и развлечения
- Знакомства, любовь, отношения
- Наука и техника
12
Как найти массу планеты зная радиус и ускорение свободного падения
1 ответ:
0
0
Массу планеты можно определить по формуле 
,
где g — ускорение свободного падения планеты (м/с²);
R — радиус планеты (м);
G — гравитационная постоянная (G = 6,67*10⁻¹¹ Н*м²/кг²)
Читайте также
Первая
t=(v-vo)/a=10 c
Вторая
v1=vo + at=20+4*4=36 м/c
v2=20 + 4*8=52 м/с
1 мм = 0,001 м
1 л = 0,001 м^3
1 км = 1000 м
1 т = 1000 кг
Крч вот правильная цепь!
10 м — избыточное давление примерно 1 кг/см2, 50 см — примерно 0,05 кг/см2
Q=I^2*R*t.Подставляем числовые данные: Q=(5,5)^2*40*1200=1452000 Дж=1,452 МДж.(20 минут =1200 секунд). пришлите , пожалуйста , ответ ,а то результат очень большой ия сомневаюсь.
Как найти массу если известна сила и следовательно ускорение свободного падения.
На этой странице сайта вы найдете ответы на вопрос Как найти массу если известна сила и следовательно ускорение свободного падения?,
относящийся к категории Физика. Сложность вопроса соответствует базовым
знаниям учеников 5 — 9 классов. Для получения дополнительной информации
найдите другие вопросы, относящимися к данной тематике, с помощью поисковой
системы. Или сформулируйте новый вопрос: нажмите кнопку вверху страницы, и
задайте нужный запрос с помощью ключевых слов, отвечающих вашим критериям.
Общайтесь с посетителями страницы, обсуждайте тему. Возможно, их ответы
помогут найти нужную информацию.