Как найти массу шара через диаметр

Загрузить PDF

Шар является одним из наиболее простых трехмерных тел. Чтобы найти массу шара, необходимо знать его объем и плотность. Объем можно вычислить по радиусу, длине окружности или диаметру. Можно также погрузить шар в воду и найти объем по количеству вытесненной им воды. После того как вы определите объем, умножьте его на плотность, и вы получите массу шара.

1
Вспомните формулу для вычисления объема шара. Шар представляет собой трехмерное геометрическое тело. Объем шара вычисляется по следующей основной формуле:^[1]
- ${text{Объем}}={frac {4}{3}}pi r^{3}$
2
Найдите объем шара по известному радиусу. Радиус шара — это расстояние от его центра до внешнего края. Объем шара можно найти, если известен его радиус. В то же время радиус шара довольно сложно измерить из-за проблем с точным определением и достижением центра сплошного тела.^[2]
- Предположим, в задаче указано, что радиус шара составляет 10 сантиметров. Тогда объем можно найти следующим образом:
3
Найдите объем по известному диаметру. В задаче может быть указан диаметр шара. Диаметр равен удвоенному радиусу. Иными словами, диаметр представляет собой длину отрезка, проведенного от одного края шара к другому через его центр. Чтобы вычислить объем шара по заданному диаметру (d), перепишем формулу в следующем виде:^[3]
- ${text{Объем}}={frac {4}{3}}pi ({frac {d}{2}})^{3}$
- Применим данную формулу для нахождения объема шара диаметром 10 сантиметров.
4

Перепишите формулу для того случая, если известна длина окружности. Длина окружности шара, пожалуй, легче всего поддается непосредственному измерению. Можно использовать измерительную ленту: аккуратно оберните ее вокруг шара в его самом широком месте, чтобы определить длину окружности. Длина окружности может быть также дана в условии задачи. Чтобы найти объем шара по длине окружности (C), перепишем формулу в следующем виде:^[4]
5

Вычислите объем по известной длине окружности. Предположим, дан шар, длина окружности которого составляет 32 сантиметра. Найдем его объем:
6
Найдите объем по вытесненной воде. Легкий метод непосредственно измерить объем шара заключается в том, чтобы погрузить его в воду. Вам понадобится достаточно большой лабораторный стакан, чтобы в него вошел шар, с нанесенными на нем метками объема.^[5]
- Налейте в стакан достаточное количество воды, чтобы она полностью покрывала шар. Запишите результаты измерений.
- Опустите шар в воду. Отметьте начальный уровень воды и то, насколько она поднялась. Запишите результат.
- Вычтите начальный уровень воды из конечного. В результате вы получите объем шара.
  - Предположим, при опускании шара в стакан уровень воды поднялся со 100 до 625 миллилитров. В этом случае объем шара составляет 525 миллилитров. Учтите, что 1 мл=1 см³.
Реклама

1
Найдите плотность. Чтобы вычислить массу по объему, необходимо знать плотность тела. Разные материалы имеют различную плотность. Сравните, например, шар из пенопласта и железа. Железо имеет намного большую плотность, поэтому железный шар будет значительно тяжелее.
- Плотность многих материалов можно определить по таблицам плотностей, которые можно найти в интернете, справочнике или промышленных каталогах.
- В качестве примера ниже приведены значения плотности некоторых твердых материалов:^[6]
  - алюминий = 2700 кг/м³;
  - сливочное масло = 870 кг/м³;
  - свинец = 11,350 кг/м³;
  - прессованная древесина = 190 кг/м³.
2
При необходимости переведите полученный результат в другие единицы измерения. Единицы измерения при вычислении объема должны соответствовать тем, в которых приведена плотность. В противном случае необходимо перевести все в одни единицы измерения.
- Во всех примерах в предыдущем разделе объем измерялся в кубических сантиметрах. В то же время плотность некоторых материалов приведена в килограммах на кубический метр. Поскольку в одном метре содержится 100 сантиметров, кубический метр соответствует 10⁶ кубическим сантиметрам. Поделите приведенные значения плотности на 10⁶, чтобы найти плотность в кг/см³. Для простоты можно просто переместить десятичную запятую на 6 знаков влево.
- Четыре приведенных выше материала будут иметь следующую плотность:
  - алюминий = 2700 кг/м³ = 0,0027 кг/см³;
  - сливочное масло = 870 кг/м³ = 0,00087 кг/см³;
  - свинец = 11,350 кг/м³ = 0,01135 кг/см³;
  - прессованная древесина = 190 кг/м³ = 0,00019 кг/см³.
3
Чтобы найти массу, умножьте объем на плотность. Вспомните, что формула для плотности имеет следующий вид: ${text{Плотность}}={frac {{text{Масса}}}{{text{Объем}}}}$ . Перепишем формулу так, чтобы по ней можно было найти массу: .^[7]
- Найдем массу шара объемом 500 см³ для приведенных выше четырех материалов (алюминия, сливочного масла, свинца и прессованной древесины):
Реклама

1
Внимательно прочитайте условие задачи. При решении задач на вычисление массы необходимо до конца прочитать условие. При этом обращайте особое внимание на то, что дано. Внимательно прочитайте условие и определите, что необходимо найти. В качестве примера рассмотрим следующую задачу:
- Дан большой латунный шар диаметром 1,2 метра. Найдите массу шара.
2
Определите, что известно. Внимательно прочитайте условие задачи. В данном примере известен диаметр, поэтому следует использовать следующую формулу:
- ${text{Объем}}={frac {4}{3}}pi ({frac {d}{2}})^{3}$
- Кроме того, в условии указано, что шар сделан из меди. Найдите таблицу плотностей в интернете и определите по ней плотность латуни.
  - Например, с помощью сайта EngineeringToolbox.com (на английском языке) можно определить, что плотность латуни составляет 8480 кг/м³ (также можете воспользоваться сайтом www.fxyz.ru). Поскольку диаметр шара дан в метрах, для плотности необходимо использовать килограммы на кубический метр, поэтому нет необходимости переводить ее в другие единицы измерения.
3

Вычислите объем. Чтобы рассчитать объем, выберите нужную формулу, подставьте в нее известные величины и проведите необходимые вычисления:
4

Используйте для вычисления массы известную плотность. Вспомним, что .^[8] Подставим известные величины и найдем массу:

Реклама

Советы

В данной статье предполагается, что плотность однородна по всему объему шара. В большинстве математических и физических задач это условие выполняется. Однако бывает и так, что середина и внешние слои шара имеют различную плотность.

Об этой статье

Эту страницу просматривали 49 894 раза.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Задание:

Как найти массу шара через диаметр

Ответ нейросети:

Для нахождения массы шара через диаметр необходимо знать формулу для вычисления объема шара, а затем применить формулу для вычисления массы, используя плотность материала, из которого сделан шар.

Формула для объема шара: V = (4/3)πr^3, где r — радиус шара, который можно вычислить, зная диаметр шара (d) — r = d/2.

Таким образом, получаем формулу для нахождения объема: V = (4/3)π(d/2)^3 = (π/6)d^3.

Далее, чтобы вычислить массу, необходимо знать плотность материала, из которого сделан шар. Пусть плотность равна ρ. Тогда масса (m) вычисляется так: m = ρV.

Подставляем значение V и получаем итоговую формулу: m = (ρπ/6)d^3.

Таким образом, чтобы найти массу шара через диаметр, необходимо знать плотность материала и использовать формулу m = (ρπ/6)d^3.

Написать сочинение по запросу

Такое бывает: среди простых задач оказываются те, что никак не хотят решаться. Например, как найти массу шара через диаметр? Из школьных учебников мы знаем, что нужно поделить диаметр на 2, возвести результат в куб и умножить на число пи. Но что делать, если голова уже забита другими формулами и не хочет работать?

В таких случаях приходят на помощь современные технологии. Нейросеть онлайн прекрасно справляется с этой задачей, исходя из диаметра шара, считает его массу и дает ответ в считанные секунды. Воспользоваться ей очень просто: зайдите на сайт и введите нужные данные. Оставьте сложные расчеты за нейросетью, пусть она пишет тексты, решает уравнения и делает жизнь проще!

Создать текст по запросам:

Источник

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word

Задания Д13 № 506746

Однородный шар диаметром 3 см имеет массу 81 грамм. Чему равна масса шара, изготовленного из того же материала, с диаметром 5 см? Ответ дайте в граммах.

Спрятать решение

Решение.

Масса шара прямо пропорциональна его объёму. Объёмы шаров относятся как кубы их радиусов:

Следовательно, масса второго, большего шара равна грамм.

Ответ: 375.

Источники:

Апробация базового ЕГЭ по математике, 13—17 октября: вариант 153692;

Апробация базового ЕГЭ по математике, 13—17 октября: вариант 166083.

Спрятать решение

Помощь

Источник

Download Article

In simple terms, a sphere is a solid round ball. To calculate the mass of a sphere, you must know the size (volume) of the sphere and its density. You might calculate volume using the sphere’s radius, circumference or diameter. You can also submerge the sphere in water to find its volume by displacement. Once you know the volume, you can multiply by the density to find the mass.

1
Recall the formula for a sphere’s volume. A sphere is a circular solid in three dimensions. The primary formula for the volume of a sphere is:^[1]
- ${text{Volume}}={frac {4}{3}}pi r^{3}$
2
Find the volume of a sphere if you know the radius. The radius of a sphere is the measure from the center of the sphere to the outer edge. If you are given a problem to calculate volume, you will probably be given the radius. Otherwise, the radius can be difficult to measure because you cannot accurately reach the center of a solid object.^[2]
- Suppose you are told that a sphere exists with a radius of 10 cm. Find the volume as follows:
Advertisement
3
Find the volume if given the diameter. Alternatively, a given situation may provide you with the diameter of a sphere. The diameter is equal to double the radius. In more concrete terms, the diameter is the distance that passes from one edge of the sphere through the center to the opposite edge. To calculate volume beginning with the diameter (d), revise the formula as follows:^[3]
- ${text{Volume}}={frac {4}{3}}pi ({frac {d}{2}})^{3}$
- As an example of this calculation, find the volume of a sphere whose diameter is 10 cm.
4

Revise the formula if you know the circumference. The circumference of a sphere is probably the easiest one for you to measure directly. You can use a tape measure, wrap it carefully around the widest part of the sphere, and take the measurement. Alternatively, you may be provided the circumference in a stated problem. To find the volume beginning with the circumference (C), revise the formula as follows:^[4]
5

Calculate the volume if you know the circumference. Suppose you are given a sphere and you measure the circumference to be 32 cm. Find its volume:^[5]
6
Measure volume by displacement. A final, practical method for measuring volume is to submerge the sphere into water. You need to have a beaker large enough to hold the sphere, with accurate volume measurement markings.^[6]
- Pour enough water into the beaker to cover the sphere. Make note of the measurement.
- Place the sphere into the water. Notice that the water level rises. Make note of the new measurement.
- Subtract the first measurement from the second. The result is the volume of the sphere.
  - For example, suppose your water level rises from 100 ml to 625 ml when you submerge the sphere. The volume is therefore 525 ml. Note that 1 ml=1 cm³.

1
Find the density. To calculate mass from volume, you must know the density of the object. Different materials have different densities. Consider a sphere made of styrofoam, for example, and compare its weight to a sphere the same size made of iron. Iron has a much greater density and will therefore have a greater mass.
- You can find densities of many solid materials by looking up density tables online, in textbooks or in other industry catalogs.
- For example, here are the recorded densities of some solid materials:^[7]
  - Aluminum = 2700 kg/m³
  - Butter = 870 kg/m³
  - Lead = 11,350 kg/m³
  - Pressed wood = 190 kg/m³
2
Convert the units as needed. The units you used in calculating volume must match the volume units in the density measurement. If they do not, then you must convert them.
- All of the examples in the previous section resulted in volumes measured in cubic centimeters. However, the cited density table provides densities based on cubic meters. Because there are 100 centimeters in a meter, there are 10⁶ cubic centimeters in a cubic meter. Divide the given densities by 10⁶ to represent the density in units of kg/cm³. (You can do this most easily by just moving the decimal point 6 spaces to the left.)
- For the four sample materials, the converted densities are as follows:
  - Aluminum = 2700 kg/m³ = 0.0027 kg/cm³
  - Butter = 870 kg/m³ = 0.00087 kg/cm³
  - Lead = 11,350 kg/m³ = 0.01135 kg/cm³
  - Pressed wood = 190 kg/m³ = 0.00019 kg/cm³
3
Multiply volume by density to find mass. Recall that the formula for density is ${text{Density}}={frac {{text{Mass}}}{{text{Volume}}}}$ . Rearranging this to find the mass, the equation becomes .^[8]
- Using the four sample materials, aluminum, butter, lead and pressed wood, find the mass of a sphere that has a volume of 500 cm³.

1
Read the problem carefully. When answering problems about mass calculations, you need to read the full problem carefully. As you read, it may help to highlight the given data. Read the whole problem carefully to see what you are being asked to solve. For example, consider the following problem:
- A large sphere made of solid brass has a diameter of 1.2 m. Find the mass of the sphere.
2
Identify the known and unknown data. Reading the problem carefully, you should identify that you are given the diameter, so you will use the adjusted formula:
- ${text{Volume}}={frac {4}{3}}pi ({frac {d}{2}})^{3}$
- You should also notice that the sphere is made of brass. You will need to look up the density of brass from a density table online.
  - From the website, EngineeringToolbox.com, you can find that the density of brass is 8480 kg/m³. Because the diameter of the sphere was given in meters, its volume will be calculated in cubic meters, so you do not need to convert the density.
3

Calculate the volume. To calculate the volume, set up the correct formula, fill in the data you know and perform the calculations as follows:
4

Use the density to calculate the mass. Recall that .^[9] Insert the values that you know to find the mass:

Add New Question

Question

What is the mass of the earth?

Approximately 6 x 10^24 kg.
Question

What is the weight of an aluminum sphere with r = 2.0 m?

Assuming a solid (rather than hollow) aluminum sphere, you would calculate the volume using the above formula, then use the conversion factor 2700 kg per cubic meter.
Question

What is the mass of an aluminum sphere in kg?

The density of aluminum is 2.7 grams per cubic centimeter.

Ask a Question

200 characters left

Include your email address to get a message when this question is answered.

Submit

One assumed detail is that the density of the sphere must be uniform throughout. In most math and physics problems, this is assumed. However, it is possible that a sphere could have a core made of one material and a surface made of another.

Thanks for submitting a tip for review!

References

About This Article

Article SummaryX

To calculate the mass of a sphere, start by finding the sphere’s volume using the formula: V = 4 over 3 × πr cubed, where r is the radius of the sphere. Once you have the volume, look up the density for the material the sphere is made out of and convert the density so the units are the same in both the density and volume. Finally, multiply the volume by the density to the find the sphere’s mass. To learn how to solve different sample problems, scroll down!

Did this summary help you?

Thanks to all authors for creating a page that has been read 150,253 times.

Did this article help you?

Источник

Масса сплошной детали

Это странное название статьи объясняется только тем, что детали одной и той же формы могут быть как сплошными, так и полыми (т.е. следующая статья будет называться «Масса полой детали»).

Тут самое время вспомнить, что масса тела — это его объем , умноженный на плотность его материала rho (см. таблицы плотностей):

Объем сплошной детали — это… ее объем и больше ничего.

Примечание. В приведенных ниже формулах все размеры измеряются в миллиметрах, а плотность — в граммах на кубический сантиметр.
Буквой обозначено отношение длины окружности к ее диаметру, составляющее примерно 3,14.

Рассмотрим несколько простых форм (более сложные, как вы помните, можно составить путем сложения или вычитания простых).

1. Масса параллелепипеда (бруска)

Объем параллелепипеда: , где — длина, — ширина, — высота.
Тогда масса:

2. Масса цилиндра

Объем цилиндра: $V~=~pi~*~{D^2/4}~*~H$ , где — диаметр основания, — высота цилиндра.
Тогда масса:

$m~=~{{pi~*~D^2~*~H}/4000}~*~rho$

3. Масса шара

шар Объем шара: $V~=~pi~*~{D^3/6}$ , где — диаметр шара.
Тогда масса:

$m~=~{{pi~*~D^3}/6000}~*~rho$

4. Масса сегмента шара

Объем сегмента шара: $V~=~{1/6}pi*H*(H^2+~{3/4}D^2)$ , где — диаметр основания сегмента, — высота сегмента.
Тогда масса:

$m~=~{{pi~*~H~*~(4H^2+~3D^2)}/24000}~*~rho$

5. Масса конуса

Объем любого конуса: , где — площадь основания, — высота конуса.
Для круглого конуса: $V~=~{1/12}pi*D^2*H$ , где — диаметр основания, — высота конуса.
Масса круглого конуса:

$m~=~{{pi~*~D^2~*~H}/12000}~*~rho$

6. Масса усеченного конуса

Поскольку невозможно объять необъятное, рассмотрим только круглый усеченный конус. Его объем — это разность объемов двух вложенных конусов: с основаниями и : $V~=~{1/12}pi*(D1^2*H1~-~D2^2*H2)$ , где , . После никому не интересных алгебраических преобразований получаем:
$V~=~{1/12}pi*H*(D1^2+D1*D2+D2^2)$ , где — диаметр большего основания, — диаметр меньшего основания, — высота усеченного конуса.
Отсюда масса:

$m~=~{{pi~*~H~*~(D1^2~+~D1*D2~+~D2^2)}/12000}~*~rho$

7. Масса пирамиды

Объем любой пирамиды равен одной трети произведения площади ее основания на высоту (то же самое, что и для конусов (часто мы не замечаем, насколько мироздание к нам благосклонно)): , где — площадь основания, — высота пирамиды.
Для пирамиды с прямоугольным основанием: , где — ширина, — длина, — высота пирамиды.
Тогда масса пирамиды:

8. Масса усеченной пирамиды

Рассмотрим усеченную пирамиду с прямоугольным основанием. Ее объем — это разность объемов двух подобных пирамид с основаниями W1*L1 и W2*L2 : , где , .
Исчеркав половину тетрадного листа, получаем: $V~=~{1/3}H*~{{W1^2L1~-~W2^2L2}/{W1~-~W2}}$ , где , — ширина и длина большего основания, , — ширина и длина меньшего основания, — высота пирамиды.
И, оставив в покое остальную половину листа, исходя из одних соображений симметрии, мы можем написать еще одну формулу, которая отличается от предыдущей только заменой W на L и наоборот. В чем разница между длиной и шириной? Только в том, что мы их так назвали. Назовем наоборот и получим: $V~=~{1/3}H*~{{L1^2W1~-~L2^2W2}/{L1~-~L2}}$ .
Тогда масса усеченной прямоугольной пирамиды: