10. Проводим некоторые измерения и делаем расчетыа
На рис. 14 вы видите два бруска, оба бруска изготовлены из одного и того же вещества — свинца, но имеют разные размеры. Наша задача — найти отношение массы каждого бруска к его объему. Для начала измерим длину, ширину и высоту брусков и вычислите их объемы. (Если правильно выполнить измерения , будут полученны такие результаты: объем меньшего бруска равен 4 см3, большего бруска — 10 см3.)
Рис. 14. Два свинцовых бруска, имеющих разный объем
Рис. 15. Измерение масс свинцовых брусков, имеющих разный объем Определив объемы брусков, взвесим их. На левую чашу весов поместим один из брусков, на правую — разновесы (рис. 15). Весы находятся в равновесии, ваша задача — сосчитать массу разновесов.
Нам осталось найти отношение массы каждого бруска к его объему, т. е. вычислить, чему равняется масса свинца объемом 1 см3 для меньшего и для большего брусков. Очевидно, что если масса меньшего бруска 45,2 г и он занимает объем 4 см3, то масса свинца объемом 1 см3 для этого бруска равняется 45,2 : 4 = 11,3 (г). Выполнив аналогичные расчеты для большего бруска, получим 113 : 10 = 11,3 (г). Таким образом, отношение массы свинцового бруска к его объему (масса свинца единичного объема) одинаково как для большего, так и для меньшего брусков.
Если теперь взять бруски, изготовленные из другого вещества (например алюминия), и повторить те же действия, то отношение массы алюминиевого бруска к его объему также не будет зависеть от размеров бруска. Мы снова получим постоянное число, но уже другое, чем в опыте со свинцом.
11. Даем определение плотности вещества д
Физическая величина, характеризующая данное вещество и численно равная массе вещества единичного объема, называется плотностью вещества.
Плотность обозначается символом р и вычисляется по формуле
где V — объем, занятый веществом массой m.
Рис. 16. Плотность численно равна массе единицы объема. На рисунке указана масса 1 см3 вещества
Плотность — это характеристика вещества, не зависящая от массы вещества и его объема. Если увеличить массу вещества, например, в два раза, то объем, который оно займет, также возрастет в два раза*.
Из определения плотности вещества получим единицу плотности. Поскольку в СИ единицей массы является килограмм, а единицей объема — метр кубический, то единицей плотности в СИ будет килограмм на метр кубический (кг/м3).
1 кг/м3 — это плотность такого однородного вещества, масса которого в объеме один кубический метр равняется одному килограмму.
На практике также очень часто применяется единица плотности грамм на сантиметр кубический (г/см3).
Единицы плотности килограмм на метр кубический (кг/м3) и грамм на сантиметр кубический (г/см3) связаны между собой соотношением:
