DEFINISI

Bobot adalah kuantitas fisik skalar yang mencirikan sifat inersia dan gravitasi benda.

Setiap tubuh "menolak" upaya untuk mengubahnya. Sifat benda ini disebut inersia. Jadi, misalnya, pengemudi tidak bisa langsung menghentikan mobilnya ketika melihat pejalan kaki tiba-tiba melompat ke jalan di depannya. Untuk alasan yang sama, sulit untuk menggeser lemari atau sofa. Dengan dampak yang sama dari benda-benda di sekitarnya, satu benda dapat dengan cepat mengubah kecepatannya, dan yang lainnya, dalam kondisi yang sama, jauh lebih lambat. Benda kedua dikatakan lebih lembam atau memiliki massa lebih.

Jadi, ukuran kelembaman suatu benda adalah massa kelembamannya. Jika dua benda berinteraksi satu sama lain, maka sebagai akibatnya, kecepatan kedua benda berubah, mis. dalam proses interaksi, kedua tubuh memperoleh .

Rasio modul akselerasi dari benda yang berinteraksi sama dengan rasio terbalik dari massanya:

Ukuran interaksi gravitasi adalah massa gravitasi.

Secara eksperimental telah ditetapkan bahwa massa inersia dan gravitasi sebanding satu sama lain. Dengan memilih koefisien proporsionalitas yang sama dengan satu, seseorang berbicara tentang kesetaraan massa inersia dan gravitasi.

Dalam sistem SI satuan massa adalah kg.

Massa memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

1. massa selalu positif;
2. massa suatu sistem benda selalu sama dengan jumlah massa masing-masing benda yang termasuk dalam sistem (sifat aditif);
3. dalam kerangka massa tidak tergantung pada sifat dan kecepatan tubuh (properti invarian);
4. massa sistem tertutup kekal untuk setiap interaksi tubuh sistem satu sama lain (hukum kekekalan massa).

Kepadatan zat

Massa jenis benda adalah massa per satuan volume:

satuan pengukuran densitas dalam sistem SI kg/m .

Zat yang berbeda memiliki kepadatan yang berbeda. Kepadatan suatu zat tergantung pada massa atom penyusunnya, dan pada kerapatan pengepakan atom dan molekul dalam zat tersebut. Semakin besar massa atom, semakin besar kerapatan materi. Dalam berbagai keadaan agregasi, kerapatan pengepakan atom suatu zat berbeda. Dalam padatan, atom-atomnya sangat padat, sehingga zat dalam keadaan padat memiliki kerapatan tertinggi. Dalam keadaan cair, kerapatan suatu zat berbeda secara signifikan dari kerapatannya dalam wujud padat, karena kerapatan pengepakan atom masih tinggi. Dalam gas, molekul terikat lemah satu sama lain dan bergerak menjauh satu sama lain dalam jarak yang jauh, kerapatan pengepakan atom dalam keadaan gas sangat rendah, oleh karena itu, dalam keadaan ini, zat memiliki kerapatan terendah.

Berdasarkan data pengamatan astronomi, kami menentukan kepadatan rata-rata materi di Semesta, hasil perhitungan menunjukkan bahwa rata-rata luar angkasa sangat langka. Jika kita “mengolesi” materi di seluruh volume Galaksi kita, maka kepadatan rata-rata materi di dalamnya akan menjadi sekitar 0.000.000.000.000.000.000.000 5 g/cm 3 . Kepadatan rata-rata materi di alam semesta adalah sekitar enam atom per meter kubik.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan	Sebuah bola besi cor dengan volume 125 cm3 memiliki massa 800 g. Apakah bola ini padat atau berongga?
Keputusan	Hitung massa jenis bola menggunakan rumus: Mari kita ubah satuan ke sistem SI: volume cm m; berat gkg Menurut tabel, massa jenis besi cor adalah 7000 kg / m 3. Karena nilai yang kita terima lebih kecil dari nilai meja, maka bola tersebut berlubang.
Menjawab	Bolanya berlubang.

CONTOH 2

Latihan	Pada saat terjadi kecelakaan kapal tanker di teluk tersebut terbentuk lapisan licin dengan diameter 640 m dan ketebalan rata-rata 208 cm.Berapa banyak minyak yang berakhir di laut jika massa jenisnya 800 kg/m?
Keputusan	Dengan asumsi tumpahan minyak itu bulat, kami menentukan luasnya: Mempertimbangkan fakta bahwa Volume lapisan minyak sama dengan produk area licin dan ketebalannya: Kepadatan Minyak: dari mana massa minyak tumpah: Kami mengonversi satuan ke sistem SI: ketebalan rata-rata adalah cm m.
Menjawab	Ada satu kg minyak di laut.

CONTOH 3

Latihan	Paduan tersebut terdiri dari timah seberat 2,92 kg dan timah seberat 1,13 kg. Berapa densitas paduan?
Keputusan	Kepadatan paduan:

9. Berapa kerapatan materi?

Apa yang mereka maksud ketika mereka mengatakan: berat seperti timah atau seringan bulu? Jelas bahwa sebutir timah akan ringan, dan pada saat yang sama segunung bulu akan memiliki massa yang cukup banyak. Mereka yang menggunakan perbandingan seperti itu tidak berarti massa benda, tetapi beberapa karakteristik lainnya.

Seringkali dalam hidup Anda dapat bertemu dengan tubuh yang memiliki volume yang sama, tetapi massa yang berbeda. Misalnya, tomat dan bola kecil. Dan toko memiliki banyak pilihan produk yang memiliki massa yang sama tetapi volumenya berbeda, misalnya, sebungkus mentega dan sekantong batang jagung. Dari sini dapat disimpulkan bahwa benda dengan massa yang sama mungkin memiliki volume yang berbeda, dan benda dengan volume yang sama dapat berbeda massanya. Artinya ada besaran fisika tertentu yang menghubungkan kedua sifat tersebut. Besaran ini disebut kepadatan (dilambangkan dengan huruf alfabet Yunani - ro).

Massa jenis adalah besaran fisika yang secara numerik sama dengan massa 1 cm3 suatu zat. Satuan kepadatan kg/m3 atau g/cm3. Dengan demikian, kerapatan suatu zat tidak berubah dalam kondisi konstan dan tidak bergantung pada volume benda.

Ada beberapa cara untuk menentukan massa jenis suatu zat. Salah satu metode tersebut adalah menentukan massa suatu zat dengan menimbang dan mengukur volume yang ditempatinya. Dengan menggunakan nilai yang diperoleh, Anda dapat menghitung kepadatan dengan membagi massa tubuh dengan volumenya.

Massa tubuh t

Massa jenis = ----- atau = --

volume tubuh V

Tidak selalu perlu untuk menghitung kerapatan suatu zat. Jadi, untuk mengukur massa jenis cairan, ada perangkat - hidrometer. Itu direndam dalam cairan Tergantung pada kepadatan cairan, hidrometer direndam di dalamnya ke kedalaman yang berbeda.

Mengetahui kepadatan zat dan volume tubuh, Anda dapat menghitung massa tubuh dan melakukannya tanpa bobot, m = V* ρ

Mengetahui kerapatan suatu zat dan massa suatu benda, mudah untuk menghitung volumenya.

V =m/ρ

Ini sangat nyaman ketika bentuk tubuh yang diselidiki kompleks, misalnya, cangkang siput atau fragmen mineral.

Sedikit sejarah. Dengan cara inilah Archimedes yang terkenal dari perhiasan Syracusan dihukum karena kebohongan, yang membuat mahkota bukan dari emas murni untuk Raja Bangau 250 tahun sebelum zaman kita. Massa jenis bahan korona ternyata lebih kecil daripada massa jenis emas. Namun, pembuat perhiasan itu tidak mengharapkan eksposur, karena bentuk mahkotanya sangat rumit.

Kepadatan berbagai zat ditentukan dan tercantum dalam tabel khusus. Anda memiliki tabel seperti itu di buku catatan bengkel Anda di halaman 22.

Dari tabel yang diberikan dalam buku latihan dapat dilihat bahwa zat dalam keadaan gas memiliki kepadatan terendah; terbesar - zat yang berada dalam keadaan padat. Ini disebabkan oleh fakta bahwa molekul-molekul dalam gas terletak jauh satu sama lain, dan molekul-molekul dalam padatan berdekatan. Oleh karena itu, kerapatan suatu zat berkaitan dengan seberapa dekat atau jauh jarak molekul-molekulnya. Dan molekul itu sendiri dari zat yang berbeda berbeda dalam massa dan ukuran.

Zat yang berbeda memiliki kerapatan yang berbeda, yang bergantung pada massa dan ukuran molekul, serta pada posisi relatifnya. Massa jenis suatu zat dapat dihitung dengan mengetahui massa dan volumenya. Untuk mengukur massa jenis cairan, ada alat hidrometer, dan tabel khusus telah disusun untuk menentukan massa jenis berbagai zat.

Hidrometer * Kepadatan zat

Uji pengetahuan Anda

1. Besaran fisika apa yang disebut kerapatan materi?

2. Besaran apa yang perlu diketahui untuk menghitung massa jenis suatu zat?

3. Alat apa yang dapat menentukan massa jenis suatu zat cair? Bagaimana itu diatur?

4. Dengan menggunakan tabel massa jenis zat, tentukan massa jenis: aluminium, air suling, madu.

5. Menggunakan tabel kerapatan zat, nama:

a) zat dengan kepadatan tertinggi;

b) dengan kepadatan terendah;

c) dengan densitas lebih besar dari air suling.

b. Di alam, zat dengan kepadatan berbeda sering berinteraksi. Dengan menggunakan tabel massa jenis zat, jelaskan mengapa:

a) es selalu terletak di permukaan air;

b) lapisan bensin mengapung di permukaan genangan air;

c) apakah seseorang lebih mudah berenang di air laut daripada di air tawar?

Segala sesuatu di sekitar kita terdiri dari zat yang berbeda. Kapal dan bak mandi terbuat dari kayu, setrika dan tempat tidur lipat terbuat dari besi, ban di atas roda dan penghapus di pensil terbuat dari karet. Dan item yang berbeda memiliki bobot yang berbeda - siapa pun dari kita akan dengan mudah membawa melon matang yang berair dari pasar, tetapi Anda harus berkeringat karena bobot dengan ukuran yang sama.

Semua orang ingat lelucon terkenal: “Apa yang lebih sulit? Satu kilogram paku atau satu kilogram bulu? Kami tidak akan lagi jatuh untuk trik kekanak-kanakan ini, kami tahu bahwa berat keduanya akan sama, tetapi volumenya akan sangat berbeda. Jadi mengapa hal ini terjadi? Mengapa benda dan zat yang berbeda memiliki berat yang berbeda untuk ukuran yang sama? Atau sebaliknya, berat yang sama untuk ukuran yang berbeda? Jelas, ada beberapa karakteristik yang membuat zat sangat berbeda satu sama lain. Dalam fisika, karakteristik ini disebut kepadatan materi dan lulus di kelas tujuh.

Kepadatan materi: definisi dan formula

Definisi massa jenis suatu zat adalah sebagai berikut: massa jenis menunjukkan berapa massa suatu zat dalam satuan volume, misalnya dalam satu meter kubik. Jadi, kerapatan air adalah 1000 kg / m3, dan es - 900 kg / m3, itulah sebabnya es lebih ringan dan terletak di atas di musim dingin di reservoir. Artinya, apa yang ditunjukkan oleh kepadatan materi kepada kita dalam kasus ini? Massa jenis es sama dengan 900 kg/m3 berarti sebuah kubus es dengan sisi 1 meter memiliki berat 900 kg. Dan rumus untuk menentukan massa jenis suatu zat adalah sebagai berikut: massa jenis \u003d massa / volume. Kuantitas yang termasuk dalam ekspresi ini dilambangkan sebagai berikut: massa - m, volume tubuh - V, dan kepadatan dilambangkan dengan huruf (huruf Yunani "ro"). Dan rumusnya dapat ditulis sebagai berikut:

Bagaimana cara mencari massa jenis suatu zat?

Bagaimana cara mencari atau menghitung massa jenis suatu zat? Untuk melakukan ini, Anda perlu mengetahui volume tubuh dan berat badan. Artinya, kita mengukur zat, menimbangnya, dan kemudian kita cukup mengganti data yang diperoleh ke dalam rumus dan menemukan nilai yang kita butuhkan. Dan bagaimana massa jenis suatu zat diukur jelas dari rumusnya. Itu diukur dalam kilogram per meter kubik. Terkadang mereka juga menggunakan nilai seperti gram per sentimeter kubik. Mengubah satu nilai ke nilai lainnya sangat sederhana. 1 g = 0,001 kg, dan 1 cm3 = 0,000001 m3. Dengan demikian, 1 g / (cm) ^ 3 \u003d 1000 kg / m ^ 3. Juga harus diingat bahwa kerapatan suatu zat berbeda dalam keadaan agregasi yang berbeda. Yaitu padat, cair, atau gas. Kepadatan padatan, paling sering, lebih tinggi dari kerapatan cairan dan jauh lebih tinggi daripada kerapatan gas. Mungkin pengecualian yang sangat berguna bagi kita adalah air, yang, seperti yang telah kita pertimbangkan, lebih ringan dalam keadaan padat daripada dalam keadaan cair. Karena fitur air yang aneh inilah kehidupan dimungkinkan di Bumi. Kehidupan di planet kita, seperti yang Anda tahu, berasal dari lautan. Dan jika air berperilaku seperti semua zat lain, maka air di laut dan samudera akan membeku, es, yang lebih berat daripada air, akan tenggelam ke dasar dan berbaring di sana tanpa mencair. Dan hanya di khatulistiwa di kolom air kecil akan ada kehidupan dalam bentuk beberapa jenis bakteri. Jadi kita bisa mengucapkan terima kasih kepada air untuk fakta bahwa kita ada.

Massa jenis biasanya disebut besaran fisis yang menentukan perbandingan massa suatu benda, zat, atau cairan dengan volume yang ditempatinya dalam ruang. Mari kita bicara tentang apa itu kerapatan, bagaimana kerapatan benda dan materi berbeda, dan bagaimana (menggunakan rumus apa) menemukan kerapatan dalam fisika.

Jenis kepadatan

Perlu diklarifikasi bahwa kepadatan dapat dibagi menjadi beberapa jenis.

Tergantung pada objek yang diteliti:

• Kepadatan benda - untuk benda homogen - adalah perbandingan langsung antara massa benda dengan volume yang ditempati dalam ruang.
• Massa jenis suatu zat adalah massa jenis benda yang terdiri dari zat tersebut. Massa jenis zat adalah konstan. Ada tabel khusus di mana kepadatan zat yang berbeda ditunjukkan. Misalnya, kerapatan aluminium adalah 2,7 * 103 kg / m 3. Mengetahui kepadatan aluminium dan massa tubuh yang terbuat dari itu, kita dapat menghitung volume tubuh ini. Atau, mengetahui bahwa tubuh terdiri dari aluminium dan mengetahui volume tubuh ini, kita dapat dengan mudah menghitung massanya. Bagaimana menemukan nilai-nilai ini, kami akan mempertimbangkannya nanti, ketika kami memperoleh formula untuk menghitung kepadatan.
• Jika tubuh terdiri dari beberapa zat, maka untuk menentukan kepadatannya, perlu untuk menghitung kepadatan detailnya untuk setiap zat secara terpisah. Kepadatan ini disebut kepadatan rata-rata tubuh.

Bergantung pada porositas zat yang menyusun tubuh:

• Kepadatan sejati adalah kerapatan yang dihitung tanpa memperhitungkan rongga dalam tubuh.
• Gravitasi spesifik - atau kerapatan semu - adalah yang dihitung dengan mempertimbangkan rongga tubuh yang terdiri dari zat berpori atau rapuh.

Jadi bagaimana Anda menemukan kepadatan?

rumus kepadatan

Rumus untuk membantu mencari massa jenis suatu benda adalah sebagai berikut:

• p = m / V, di mana p adalah massa jenis zat, m adalah massa benda, V adalah volume benda dalam ruang.

Jika kita menghitung massa jenis gas tertentu, maka rumusnya akan terlihat seperti ini:

• p \u003d M / V m p adalah kerapatan gas, M adalah massa molar gas, V m adalah volume molar, yang dalam kondisi normal adalah 22,4 l / mol.

Contoh: massa suatu zat adalah 15 kg, menempati 5 liter. Berapakah kerapatan materi?

Solusi: Substitusikan nilai ke dalam rumus

• p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Jawaban: massa jenis zat adalah 3 kg / l

Satuan kepadatan

Selain mengetahui cara mencari massa jenis suatu benda dan zat, juga perlu mengetahui satuan ukuran massa jenis.

• Untuk padatan - kg / m 3, g / cm 3
• Untuk cairan - 1 g / l atau 10 3 kg / m 3
• Untuk gas - 1 g / l atau 10 3 kg / m 3

Anda dapat membaca lebih lanjut tentang satuan kepadatan di artikel kami.

Bagaimana menemukan kepadatan di rumah

Untuk menemukan kepadatan benda atau zat di rumah, Anda perlu:

1. Timbangan;
2. sentimeter jika tubuhnya padat;
3. Bejana, jika Anda ingin mengukur massa jenis cairan.

Untuk menemukan kepadatan tubuh di rumah, Anda perlu mengukur volumenya dengan sentimeter atau wadah, dan kemudian meletakkan tubuh di timbangan. Jika Anda mengukur massa jenis cairan, jangan lupa untuk mengurangi massa wadah tempat Anda menuangkan cairan sebelum menghitung. Jauh lebih sulit untuk menghitung kerapatan gas di rumah, kami sarankan menggunakan tabel yang sudah jadi di mana kerapatan berbagai gas sudah ditunjukkan.

Massa jenis adalah parameter fisika suatu zat yang berkaitan erat dengan massa dan volumenya. Hubungan antara parameter ini biasanya ditentukan oleh rumus p \u003d m / V, di mana p adalah kerapatan zat, m adalah massanya, dan V adalah volume. Jadi, zat-zat yang memiliki volume yang sama, tetapi massa yang berbeda, tampaknya berbeda dalam kerapatan satu sama lain. Hal yang sama dapat dikatakan jika, dengan massa yang sama, setiap zat memiliki volume yang berbeda.

Di antara semua zat lain di planet Bumi, gas memiliki kepadatan terendah. Cairan, sebagai suatu peraturan, dicirikan oleh kepadatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan mereka, dan nilai maksimum indikator ini dapat ditemukan dalam padatan. Jadi, misalnya, osmium dianggap sebagai logam paling padat.

Pengukuran kepadatan

Untuk mengukur massa jenis, serta bidang studi lainnya, konsep ini telah mengadopsi unit pengukuran kompleks khusus yang didasarkan pada hubungan massa jenis dengan massa dan volume suatu zat. Jadi, dalam sistem internasional satuan SI, satuan yang digunakan untuk menyatakan massa jenis suatu zat adalah kilogram per meter kubik, yang biasanya dilambangkan dengan kg / m³.

Namun, dalam kasus volume zat yang sangat kecil yang berkaitan dengan kebutuhan untuk mengukur kerapatan, digunakan turunan dari satuan yang diterima secara umum ini, yang dinyatakan sebagai jumlah gram per sentimeter kubik. Dalam bentuk yang disingkat, satuan ini biasanya dilambangkan dengan g / cm³.

Pada saat yang sama, kerapatan berbagai zat cenderung berubah tergantung pada suhu: dalam banyak kasus, penurunannya menyebabkan peningkatan kerapatan zat. Jadi, misalnya, udara biasa pada suhu + 20 ° C memiliki kerapatan sama dengan 1,20 kg / m³, sedangkan ketika suhu turun ke 0 ° C, kerapatannya akan meningkat menjadi 1,29 kg / m³, dan dengan penurunan lebih lanjut. hingga -50 ° C, kerapatan udara akan mencapai 1,58 kg/m³. Pada saat yang sama, beberapa zat merupakan pengecualian untuk aturan ini, karena perubahan kepadatannya tidak mengikuti pola ini: mereka termasuk, misalnya, air.

Berbagai instrumen fisik digunakan untuk mengukur massa jenis zat. Jadi, misalnya, Anda dapat mengukur massa jenis cairan menggunakan hidrometer, dan untuk menentukan massa jenis zat padat atau gas, Anda dapat menggunakan piknometer.