Bestemmelse af massen af et objekt: 5 trin (med billeder)

Indhold

Trin
- Metode 1 af 2: Omregning af vægt og masse
- Metode 2 af 2: Måling af masse uden ligninger
Tips

Hvad er forskellen mellem masse og vægt? Vægt er den effekt tyngdekraften har på en genstand. Masse er mængden af stof i et objekt, uanset tyngdekraftens effekt på det. Hvis du placerede en flagstang på månen, ville dens vægt blive reduceret med omkring 5/6, men dens masse ville forblive den samme.

Trin

Metode 1 af 2: Omregning af vægt og masse

1. Vid, at F (kraft) = m (masse) * a (acceleration). Denne simple ligning er, hvad du vil bruge til at konvertere vægt til masse (eller masse til vægt, om du vil). Du skal ikke bekymre dig om betydningen af bogstaverne – det forklarer vi dig senere:

Styrke er det samme som vægt. Vi bruger Newton (N) som vægt- og kraftenhed.
Masse er det, du vil beregne, så det kan i princippet ikke angives. Efter at have løst ligningen har du beregnet massen i kilogram (kg).
Acceleration er som tyngdekraften. Tyngdekraften på Jorden er afrundet til 9,78 m/s. Måler du tyngdekraften på andre planeter, så er denne konstant anderledes.

2. Konverter vægt til masse i henhold til følgende eksempel. Lad os illustrere, hvordan man konverterer vægt til masse ved hjælp af et eksempel. Antag, at du er på Jorden, og du forsøger at finde ud af, hvor meget masse din 50 kg sæbekasse har.

Dette er ligningen. F = m * a.

Indtast dine variabler og konstanter. Vi ved, at kraft er det samme som vægt, i dette tilfælde 50 N. Vi ved også, at tyngdekraftens indflydelse på Jorden altid er 9,78 m/s. Sæt begge tal ind i vores ligning, som følger: 50 N = m * 9,78 m/s

Omskriv ligningen for at løse. Vi kan ikke løse ligningen sådan her. Vi skal dividere 50 kg med 9,78 m/s for at få m at isolere.

50 N / 9,78 m/s = 5,11 kg. En sæbekasse, der vejer 50 Newton på Jorden, har en masse på omkring 5 kg, uanset hvor du kører i universet!

3. Konverter masse til vægt. Lær hvordan du konverterer masse tilbage til vægt ved hjælp af følgende eksempel. Lad os sige, at du samler en måneklippe op fra månens overflade (hvor ellers?). Tingen har en masse på 1,25 kg. Du vil gerne vide, hvor meget den vil veje, når du tager den med til Jorden.

Skriv ligningen. F = m * a.

Indtast dine variabler og konstanter. Vi har masse, og vi har gravitationskonstanten. vi ved det F = 1,25 kg * 9,78 m/s.

Løs ligningen. Da den variabel, vi leder efter, allerede er isoleret på den ene side af ligningen, behøver vi ikke at flytte noget andet for at løse ligningen. Vi beregner: 1,25 kg * 9,78 m/s = 12,23 N.

Metode 2 af 2: Måling af masse uden ligninger

1. Mål gravitationsmassen. Du kan måle masse ved hjælp af en vægt. En vægt er forskellig fra en vægt, idet den bruger en kendt masse til at måle en ukendt masse, hvorimod en vægt faktisk måler vægt.

Bestem massen med en triple-beam balance eller en to-armet balance er en måde at måle gravitationsmasse på. Dette er en statisk måling, hvilket betyder, at den kun er nøjagtig, når objektet er i hvile.
En vægt kan måle vægt og masse. Fordi målingen af balancevægtene ændres med den samme faktor som objektet, der måles, er en vægt i stand til nøjagtigt at måle massen af et objekt uanset vægtfylden af dets placering.

2. Mål inertimasse. Inertial masse er en dynamisk målemetode, hvilket betyder, at den kun kan nås, mens objektet, der måles, er i bevægelse. Objektets inerti bruges til at bestemme dets masse.

En `inertialvægt` bruges til at måle inertimasse.

Fastgør `inertialbalancen` til en tabel.

Kalibrer `inertibalancen` ved at flytte beholderen og tælle antallet af vibrationer i et bestemt tidsrum, for eksempel 30 sekunder.

Anbring et emne med kendt masse i beholderen og gentag eksperimentet.

Brug flere emner med kendt masse til at kalibrere skalaen.

Gentag forsøget med et emne med ukendt masse.

Plot alle resultaterne for at bestemme massen af det sidste objekt.

Tips

Massen af et objekt ændres ikke, uanset hvordan massen måles.
En `inertial balance` kan bruges til at bestemme massen af et objekt selv i et miljø uden tyngdekraft.