Как найти массу задача физика

Задачи на плотность, массу и объем с решением

Формулы, используемые по теме «Задачи на плотность, массу и объем с решением»

Название величины	Обозначение	Единицы измерения	Формула
Масса	m	кг	m = ρ * V
Объем	V	м3	V = m / ρ
Плотность	ρ	г/см3, кг/м3	ρ = m / V

Плотность равна отношению массы тела к его объёму. Плотность обозначают греческой буквой ρ (ро).

---

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1.
 Найдите плотность молока, если 206 г молока занимают объем 200 см³?

---

Задача № 2.
 Определите объем кирпича, если его масса 5 кг?

---

Задача № 3.
 Определите массу стальной детали объёмом 120 см³

---

Задача № 4.
 Размеры двух прямоугольных плиток одинаковы. Какая из них имеет большую массу, если одна плитка чугунная, другая — стальная?

Решение: Из таблицы плотности веществ (см. в конце страницы) определим, что плотность чугуна (ρ₂ = 7000 кг/м³) меньше плотности стали (ρ₁ = 7800 кг/м³). Следовательно, в единице объема чугуна содержится меньшая масса, чем в единице объема стали, так как чем меньше плотность вещества, тем меньше его масса, если объемы тел одинаковы.

---

Задача № 5.
 Определите плотность мела, если масса его куска объемом 20 см³ равна 48 г. Выразите эту плотность в кг/м³ и в г/см³.

Ответ: Плотность мела 2,4 г/см³, или 2400 кг/м³.

---

Задача № 6.
 Какова масса дубовой балки длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,04 м² ?

ОТВЕТ: 160 кг.

Указания к решению. Из формулы для плотности получаем m = p • V. С учетом того, что объем балки V = S • l , получаем: m = p • S • l.
Вычисляем: m = 800 кг/м³ • 0,04 м² • 5 м = 160 кг.

---

Задача № 7.
 Брусок, масса которого 21,6 г, имеет размеры 4 х 2,5 х 0,8 см. Определить, из какого вещества он сделан.

ОТВЕТ: Брусок сделан из алюминия.

---

Задача № 8 (повышенной сложности).
 Полый медный куб с длиной ребра а = 6 см имеет массу m = 810 г. Какова толщина стенок куба?

ОТВЕТ: 5 мм.

---

Задача № 9 (олимпиадный уровень).
 Масса пробирки с водой составляет 50 г. Масса этой же пробирки, заполненной водой, но с куском металла в ней массой 12 г составляет 60,5 г. Определите плотность металла, помещенного в пробирку.

ОТВЕТ: 8000 кг/м³

Задачи на плотность,
массу и объем с решением

---

Справочный материал для
«Задачи на плотность, массу и объем«

Таблица плотности веществ.

Как, зная только массу, рассчитать плотность?

1. Если объем тела (вещества) неизвестен или не задан явно в условиях задачи, то попытайтесь его измерить, вычислить или узнать, используя косвенные (дополнительные) данные.
2. Если вещество сыпучее или жидкое, то оно, как правило, находится в емкости, которая обычно имеет стандартный объем. Так, например, объем бочки обычно равен 200 литров, объем ведра – 10 литров, объем стакана – 200 миллилитров (0,2 литра), объем столовой ложки – 20 мл, объем чайной – 5 мл. Об объеме трехлитровых и литровых банок нетрудно догадаться из их названия.
3. Если жидкость занимает не всю емкость или емкость нестандартная, то перелейте ее в другую тару, объем которой известен.Если подходящей емкости нет, перелейте жидкость с помощью мерной кружки (банки, бутылки). В процессе вычерпывания жидкости просто посчитайте количество таких кружек и умножьте на объем мерной тары.
4. Если тело имеет простую форму, то вычислите его объем, используя соответствующие геометрические формулы. Так, например, если тело имеет форму прямоугольного параллелепипеда, то его объем будет равен произведению длин его ребер. То есть: Vпар. = a • b • c, где Vпар. – объем прямоугольного параллелепипеда, а a, b, c — значения его длины, ширины и высоты (толщины), соответственно.
5. Если тело имеет сложную геометрическую форму, то попробуйте (условно!) разбить его на несколько простых частей, найти объем каждой из них отдельно и затем сложить полученные значения.
6. Если тело невозможно разделить на более простые фигуры (например, статуэтку), то воспользуйтесь методикой Архимеда. Опустите тело в воду и измерьте объем вытесненной жидкости. Если тело не тонет, то «утопите» его с помощью тонкой палочки (проволоки).
7. Если объем вытесненной телом воды посчитать проблематично, то взвесьте вылившуюся воду, или найдите разность между начальной и оставшейся массой воды. При этом, количество килограммов воды будет равняться количеству литров, количество граммов – количеству миллилитров, а количество тонн – количеству кубометров.

---

Задачи на плотность,
массу и объем с решением

ВОПРОСЫ ОТ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ САЙТА

Публикуем популярные вопросы от наших пользователей, оставленные в поле Комментариев. Прежде чем написать свой вопрос, проверьте: нет ли похожей задачи в начале статьи в разделе «Примеры решения задач» или среди вопросов в данном разделе!

Вопрос № 1. Длина стального листа 120 см, ширина 60 см, толщина 10 мм. Определить массу одного листа.

ОТВЕТ:≈ 56 кг.

Вопрос № 2. Какова масса платинового стержня, объём которого равен 21 дм³ ?

ОТВЕТ: 451,5 кг.

Вопрос № 3. Определить плотность бензина, если бак с бензином ёмкостью 20 литров имеет массу 14,2 кг?

Ответ: 710 кг/м³

Вопрос № 4. Масса бетонного блока, имеющего форму параллелепипеда, равна 12 кг. Какой станет масса блока, если одну его сторону увеличить в 2 раза, вторую – в 2,5 раза, а третью оставить без изменения?

ОТВЕТ: 60 кг.

Вопрос № 5. Сколько рейсов должен сделать самосвал грузоподъемностью 5 т, чтобы перевезти 100 м³ гранита? Плотность гранита 2600 кг/м³.

ОТВЕТ: 52 рейса.

Вопрос № 6. Плотность некоторого раствора 1300 кг/м³. После того как в этот раствор добавили 10 л воды (деминерализованной) плотность этого раствора стала 1290 кг/м³. Сколько литров раствора было с исходной плотностью?

ОТВЕТ: 290 литров.

---

Конспект урока по физике в 7 классе «Задачи на плотность, массу и объем с решением». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к теме: «ЗАДАЧИ на силу тяжести и вес тела».
• Вернуться к Списку конспектов по физике для 7-11 классов
• Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по физике
• Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по физике

1. Задача №1. Есть ли в теле полость?

Име­ют­ся ли в сталь­ном шаре мас­сой 250 г по­ло­сти, или этот шар сплош­ной, если его объем со­став­ля­ет 0,0005 м³?  

Нач­нем с за­пи­си крат­ко­го усло­вия за­да­чи. В нем го­во­рит­ся, что шар сталь­ной, по­это­му в спра­воч­ных таб­ли­цах мы на­хо­дим плот­ность стали (она равна 7800 кг/м³) и за­пи­сы­ва­ем ее в крат­кое усло­вие на­ря­ду с дан­ны­ми из тек­ста за­да­чи.

Чтобы узнать, име­ют­ся ли в шаре по­ло­сти (пу­сто­ты), необ­хо­ди­мо вы­чис­лить плот­ность шара, раз­де­лив его массу на объем. Мы по­лу­чим так на­зы­ва­е­мую сред­нюю плот­ность, то есть от­но­ше­ние массы шара к его объ­е­му, неза­ви­си­мо от того, за­пол­нен ли шар ве­ще­ством це­ли­ком, или в нем име­ет­ся пу­стое про­стран­ство.

Если плот­ность шара сов­па­да­ет с плот­но­стью стали, зна­чит, шар це­ли­ком со­сто­ит из этого ма­те­ри­а­ла. Если же в шаре име­ют­ся по­ло­сти, то его плот­ность будет мень­ше плот­но­сти стали. Итак, для от­ве­та на во­прос за­да­чи необ­хо­ди­мо срав­нить плот­но­сти шара и стали, что мы и за­пи­сы­ва­ем внизу крат­ко­го усло­вия.

Пре­жде чем пе­ре­хо­дить к ре­ше­нию, необ­хо­ди­мо про­ве­рить, все ли ве­ли­чи­ны за­да­ны в си­сте­ме СИ, и при необ­хо­ди­мо­сти вы­пол­нить пе­ре­вод ве­ли­чин в эту си­сте­му. Так, в нашей за­да­че необ­хо­ди­мо массу шара пе­ре­ве­сти в ки­ло­грам­мы. Масса 250 г со­став­ля­ет 0,25 кг.

Рис. 1. Крат­кое усло­вие за­да­чи № 1.

Далее за­пи­сы­ва­ем рас­чет­ную фор­му­лу и про­во­дим про­вер­ку раз­мер­но­сти ре­зуль­та­та.

 

Под­став­ля­ем дан­ные из усло­вия в рас­чет­ную фор­му­лу

Срав­нив по­лу­чен­ную плот­ность с таб­лич­ным зна­че­ни­ем плот­но­сти стали (7800 кг/м³), по­лу­ча­ем, что в шаре име­ют­ся по­ло­сти. За­фик­си­ру­ем по­лу­чен­ный ре­зуль­тат в от­ве­те. За­да­ча ре­ше­на.

Рис. 2. Пол­ное ре­ше­ние за­да­чи № 1

2. Задача №2. Вычисление массы тела

Опре­де­лить массу свин­цо­во­го тела объ­е­мом 0,35 м³.

Перед за­пи­сью крат­ко­го усло­вия из спра­воч­ных таб­лиц опре­де­лим плот­ность свин­ца. Она со­став­ля­ет 11 300 кг/м³. Так как все ве­ли­чи­ны в усло­вии за­да­ны в си­сте­ме СИ, можно сразу пе­рей­ти к ре­ше­нию за­да­чи.

По­сколь­ку в усло­вии за­да­чи фи­гу­ри­ру­ет плот­ность, то вна­ча­ле за­пи­сы­ва­ем зна­ко­мую фор­му­лу для плот­но­сти, а затем по пра­ви­лам ал­геб­ра­и­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ний вы­ра­жа­ем из этой фор­му­лы массу тела.

 

Затем про­во­дим про­вер­ку раз­мер­но­сти.

Об­ра­ти­те вни­ма­ние, что ку­би­че­ские метры в чис­ли­те­ле и в зна­ме­на­те­ле со­кра­ща­ют­ся, и оста­ют­ся толь­ко еди­ни­цы из­ме­ре­ния массы, ки­ло­грам­мы.

Под­ста­вим чис­ло­вые дан­ные

Оста­ет­ся за­пи­сать ответ. Пол­ное ре­ше­ние за­да­чи № 2 вы­гля­дит так.

Рис. 3. Пол­ное ре­ше­ние за­да­чи № 2

3. Заключение

Мы рас­смот­ре­ли толь­ко неболь­шую часть задач на рас­чет па­ра­мет­ров тела по плот­но­сти ма­те­ри­а­ла, из ко­то­ро­го оно из­го­тов­ле­но. Для того, чтобы на­учить­ся ре­шать более слож­ные за­да­чи, необ­хо­ди­мо ре­гу­ляр­но са­мо­сто­я­тель­но вы­пол­нять до­маш­ние за­да­ния.

Формула массы через плотность и объем является одной из базовых формул физики, изучаемых в рамках школьной программы еще в седьмом классе. Она пригодится в решении многих задач.

Формула зависимости массы от объема и плотности

Для того, чтобы найти плотность жидкости или твердого вещества, существует базовая формула: плотность равна массе, поделенной на объем. 

Записывается это так:

ρ = m / V

И из нее можно вывести еще две формулы.

Формулу для объема тела:

V = m / ρ

А также формулу для расчета массы:

m = V * ρ

Как видите, запомнить последнюю очень легко: это единственная формула, где две единицы нужно умножить.

Для запоминания этой зависимости можно использовать рисунок в виде «пирамидки», разделенной на три секции, в вершине которой находится масса, а в нижних углах – плотность и объем.

Несколько иначе обстоят дела с газами. Рассчитать их вес гораздо сложнее, так как у газов нет постоянной плотности: они рассеиваются и занимают весь доступный им объем. 

Для этого пригодится понятие молярной массы, которую можно найти, сложив массу всех атомов в формуле вещества при помощи данных из периодической таблицы.

Вторая единица, которая нам понадобится – количество вещества в молях. Его можно вычислить по уравнению реакции. Подробнее об этом можно узнать в рамках курса химии. 

Другой способ нахождения мольного количества – через объем газа, который нужно поделить на 22,4 литра. Последнее число – это объемная постоянная, которую стоит запомнить. 

В итоге, зная две предыдущие величины, мы можем определить массу газа:

m = n * M,

где M – это молярная масса, а n – количество вещества.

Результат получится в граммах, поэтому для решения физических задач важно не забыть перевести его в килограммы, поделив на 1000. Числа в этой формуле часто могут оказываться достаточно сложными, поэтому для вычислений может понадобиться калькулятор.

Еще один нестандартный случай, с которым можно столкнуться – необходимость найти плотность раствора. Для этого существует формула средней плотности, построенная аналогично формулам других средних величин. 

Для двух веществ посчитать ее можно так:

(m1 + m2) / V1 + V2.

Также из этой формулы можно вывести несколько других в зависимости от того, какие из величин известны по условию задачи.

Таблица плотности некоторых веществ

Плотность многих веществ известна заранее и легко находится по соответствующей таблице. 

В работе с ней важно обращать внимание на размерности и не забывать о том, что все данные собраны при нормальных условиях: комнатной температуре в 20 градусов Цельсия, а также определенном давлении, влажности воздуха и так далее. 

Плотности других, более редких веществ можно найти онлайн.

Как минимум одно из значений плотности стоит запомнить, так как оно часто появляется в задачах. Это плотность воды – 1000 кг/м3 или 1 г/см3.

Примеры решения задач

Задача 1

Условие: имеется алюминиевый брусок со сторонами 3, 5 и 7 сантиметров. Какова его масса?

Решение:

Найдем объем бруска:

V = a * b * c;

V = 3 * 5 * 7 = 105 см³;

Табличное значение плотности алюминия: 2800 кг/м³ или 2,8 г/см³;

Вычислим массу бруска:

m = V * ρ;

m = 105 * 2,8 = 294 г.

Ответ: m = 294 г. 

Задача 2 

Задача по смежной теме.

Условие: сколько энергии потребуется для того, чтобы довести воду комнатной температуры (20 градусов Цельсия) из стакана (ёмкость 200 мл) до температуры кипения?

Решение:

Найдем недостающую информацию: температура кипения воды t₂ = 100 градусов Цельсия, удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/кг * С, плотность воды 1 г/см³, 1 мл воды = 1 см³;

Найдем массу воды:

m = V * ρ;

m = 200 * 1 = 200 г = 0,2 кг;

Найдем энергию:

Q = c * m * (t₂ – t₁);

Q = 4200 * 0,2 * (100 – 20) = 67200 Дж = 67,2 кДж.

Ответ: Q = 67,2 кДж.

Задача 3

Задача с молярной массой.

Условие: найдите массу CO₂ при объеме в 5,6 л.

Решение:

Найдем молярную массу CO₂ :

M = 12 + 16 * 2 = 44 г/моль;

Найдем количество вещества через объем:

n = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль;

Найдем массу:

m = n * M;

m = 0,25 * 44 = 11 г.

Ответ: m = 11 г.

Решение задач по теме «Плотность, объем, масса тела»

Куб объемом 3л и массой 58 кг лежит на столе. Определите из какого вещества выполнено данное тело.

Масса пустой пол-литровой бутылки равна 400 г. Каков ее наружный объем? Плотность пластмассовой бутылки 950кг/м 3 .

Определите массу воды, которая выльется из стакана, доверху заполненного водой, при погружении в него куска сахара-рафинада массой 10 г?

Ответ: m = 6*10 -3 кг

Стальной шар имеет массу  780 г при объеме 100см 3 . Сплошной или полый этот шар?

Определить массу оловянного солдатика объемом 0,3м 3 .

Масса серебряного крестика – 5г. Определить массу золотого крестика таких же размеров.

Брус из сосны загружен на платформу и имеет массу 2 тонны. Размер одного бруса составляет 240мм*180мм*6000мм. Сколько бруса на платформе?