Να υπολογίσετε το βάρος ενός βαριδίου εάν η μάζα του είναι 150γραμμάρια.
Λύση
Όταν ξέρουμε τη μάζα, μπορούμε να βρούμε και το βάρος της στη Γη. Μετατρέπουμε πρώτα τη μάζα από γραμμάρια σε κιλά:
m=150g=0,15kg
Στη συνέχεια το πολλαπλασιάζουμε με το 10 (9,8 για τη Γη, στρογγυλοποιούμε στο 10), εφαρμόζοντας τον τύπο B=mg :
Άρα το βάρος του είναι 1,5Ν.
Στη Φυσική Α Γυμνασίου, μαθαίνουμε για τη μάζα και το βάρος, τις διαφορές τους και τις μετρήσεις τους, στο Φύλλο Εργασίας 3 του βιβλίου “Η Φυσική με πειράματα”. Σκοπός του πειράματος είναι η εξοικείωση των μαθητών με τα διαγράμματα.
Μάθημα 3. Μέτρηση Μάζας Βάρους
Η Φυσική με πειράματα Α Γυμνασίου – Φύλλο εργασίας 3
Θεωρία
Βρείτε όλη τη θεωρία σε φυλλάδια στο “
Φυσική Α Γυμνασίου Θεωρία“
Βάρος Β
- Το (γήινο) βάρος είναι η δύναμη που ασκεί η Γη στα σώματα.
- Η βασική μονάδα μέτρησης του βάρους είναι το 1 Newton (1N).
- Το όργανο μέτρησης του βάρους είναι το δυναμόμετρο.
- Το βάρος δεν είναι παντού το ίδιο. Έτσι το βάρος ενός σώματος στη Σελήνη είναι το 1/6 του γήινου βάρους του.
Μάζα m
- Η μάζα σχετίζεται με το πόση ύλη περιέχει το σώμα.
- Η βασική μονάδα μέτρησης της μάζας είναι το κιλό ή αλλιώς χιλιόγραμμο (1 kg). Άλλες μονάδες είναι το γραμμάριο, το miligram, ο τόνος κ.ο.κ.
- Το όργανο μέτρησης της μάζας είναι ο ζυγός σύγκρισης. Δηλαδή συγκρίνουμε το σώμα που μετράμε με σταθμά γωστής μάζας.
- Η μάζα είναι σταθερή παντού.
Δοκίμασε πώς αλλάζει το βάρος ανάλογα με τον πλανήτη ενώ η μάζα παραμένει σταθερή.
ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΑΖΑΣ – ΒΑΡΟΥΣ
Σχέση μάζας βάρους
Εάν ξέρουμε τη μάζα ενός αντικειμένου σε κιλά, μπορούμε να βρούμε και το βάρος του από τον τύπο: Β=mg
όπου το g είναι ένα φυσικό μέγεθος με αριθμητική τιμή περίπου 10m/s2 στην επιφάνεια της Γης.
Παράδειγμα: Ένα σώμα μάζας 50g τι βάρος έχει;
m=50g=0,05kg και B=mg=0,05 10 N=0,5N
Άσκηση
Πείραμα 1
ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 – ΠΕΙΡΑΜΑ 1
Μέτρηση μάζας με ζυγό σύγκρισης
Περιγραφή πειράματος
Διαθέτουμε ένα ζυγό σύγκρισης με ίσους βραχίονες, μία πλαστελίνη και σταθμά γνωστής μάζας. Αν δεν έχουμε ζυγό σύγκρισης, κατασκευάζουμε έναν από μία κρεμάστρα με δύο πιατάκια κρεμασμένα στα άκρα της. Στο ένα πιατάκι βάζουμε το αντικείμενο που θέλουμε να μετρήσουμε, και στο άλλο βάζουμε διαδοχικά σταθμά. Όταν ισορροπήσει, προσθέτουμε τις μάζες των σταθμών και προκύπτει η μάζα του αντικειμένου.
Εφαρμογή
Τοποθετούμε στο ένα πιατάκι αντικείμενο άγνωστης μάζας και στο άλλο πιατάκι διαδοχικά σταθμά. Ισορροπεί τελικά με τα διπλανά σταθμά.
Πόση είναι η μάζα του άγνωστου αντικειμένου;
Λύση
| 1o |
100g |
| 2o |
100g |
| 3o |
50g |
| 4o |
50g |
Προσομοίωση
Η Προσομοίωση, αυτή μπορεί να μας βοηθήσει να αναπαράγουμε στο σπίτι μας το πείραμα 1 που κάναμε στο εργαστήριο. Τοποθετήστε διάφορα σταθμά στη δεξιά πλευρά και όταν ισορροπήσει ο ζυγός προσθέστε τα για να υπολογίσετε τη μάζα του αντικειμένου στην αριστερή πλευρά.
Πείραμα 2
ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 – ΠΕΙΡΑΜΑ 2
Διάγραμμα μάζας-επιμήκυνσης ελατηρίου
Περιγραφή πειράματος
Διαθέτουμε ένα ελατήριο, ένα χάρακα και σταθμά γνωστής μάζας. Τοποθετούμε το μηδέν του χάρακα στην άκρη του ελατηρίου που κρέμεται από σταθερό σημείο. Τοποθετούμε διαδοχικά γνωστά σταθμά και σημειώνουμε σε πίνακα τις τιμές μάζας και επιμήκυνσης. Στο τέλος, κάνουμε ένα διάγραμμα με τις τιμές αυτές.
Εφαρμογή
Πραγματοποιείτε το
πείραμα 2, στο Φύλλο Εργασίας 3 της Φυσικής Α Γυμνασίου: τοποθετείτε διαδοχικά μάζες στο ελατήριο, μετράτε τις επιμηκύνσεις του ελατηρίου και τις σημειώνετε στο διπλανό πίνακα.
Να σχεδιάσετε με τις τιμές του πίνακα ένα διάγραμμα μάζας – επιμήκυνσης ελατηρίου στο μιλιμετρέ σας.
Λύση
| ΜΑΖΑ (γραμ.) |
ΕΠΙΜΗΚΥΝΣΗ ΔL (εκατ.) |
| 0 |
0 |
| 100 |
5 |
| 200 |
10 |
| 300 |
15 |
| 400 |
20 |
| 500 |
25 |
Προσομοίωση
Η Προσομοίωση, αυτή, μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να αναπαράγουμε στο σπίτι μας το πείραμα 2 που κάναμε στο εργαστήριο. Τοποθετήστε διαδοχικά τα γνωστά σταθμά σημειώνοντας τις τιμές μάζας και επιμήκυνσης σε πίνακα.
(Εναλλακτικά, μπορείτε να ανοίξετε και αυτή την προσομοίωση).
Στη συνέχεια, σημειώστε τις τιμές σε ένα μιλιμετρέ και ενώστε τις με μία ευθεία.
Πείραμα 3
ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 – ΠΕΙΡΑΜΑ 3
Υπολογισμός άγνωστης μάζας από το διάγραμμα
Περιγραφή πειράματος
Διαθέτουμε ένα ελατήριο, ένα χάρακα και μία πλαστελίνη άγνωστης μάζας, καθώς και το διάγραμμα μάζας επιμήκυνσης του ελατηρίου. Για να υπολογίσουμε τη μάζα της πλαστελίνης, ανατρέχουμε στο διάγραμμα και βρίσκουμε στην ευθεία την τιμή της μάζας που αντιστοιχεί στην επιμήκυνση του ελατηρίου.
Προσομοίωση
Τοποθετήστε την άγνωστη μάζα, μετρήστε την επιμήκυνσή της, και από το διάγραμμα βρείτε την τιμή της μάζας.
Εφαρμογή
Χρησιμοποιούμε τα γνωστά σταθμά και σχεδιάζουμε το διπλανό διάγραμμα. Από το διάγραμμα να υπολογίσετε τη μάζα ενός άγνωστου αντικειμένου που προκαλεί επιμήκυνση 2εκατοστά.
Λύση
Ασκήσεις
Εδώ θα βρείτε όλες τις ασκήσεις πάνω στη μάζα και το βάρος που προκύπτουν από την εφαρμογή των πειραμάτων.
α) Κάνοντας το πείραμα 1, ο ζυγός ισορρόπησε με τα εξής σταθμά.
| 1o |
100g |
| 2o |
100g |
| 3o |
50g |
| 4o |
50g |
Πόση είναι η μάζα του άγνωστου αντικειμένου;
Λύση
β) Να υπολογίσετε πόσο βάρος έχει ένα σώμα μάζας 150g στη Γη.
Λύση
γ) Κάνοντας το πείραμα 2 πήραμε τις παρακάτω τιμές.
| ΜΑΖΑ m (γραμ.) |
ΕΠΙΜΗΚΥΝΣΗ ΔL (εκατ.) |
| 0 |
0 |
| 100 |
5 |
| 200 |
10 |
| 300 |
15 |
| 400 |
20 |
| 500 |
25 |
|
Να σχεδιάσετε το διάγραμμα επιμήκυνσης – μάζας.
Λύση
δ) Με βάση αυτό το διάγραμμα να βρείτε πόση μάζα έχει ένα σώμα που έχει επιμήκυνση 2 εκατοστά.
Λύση
Στο μάθημα 3.2 της φυσικής Β Γυμνασίου σχεδιάζουμε δυνάμεις, ξεκινώντας από το βάρος και την τριβή. Ορίζουμε το βάρος, την τριβή, ορίζουμε την κατεύθυνσή τους και ακολουθεί ο σχεδιασμός δυνάμεων:
Βάρος
Βάρος
(Γήινο) Βάρος ενός σώματος είναι η δύναμη που ασκεί η Γη στο σώμα αυτό. Συμβολίζεται με Β ή με W.
Το βάρος ενός σώματος δεν είναι το ίδιο σε όλους τους πλανήτες. π.χ. το «σεληνιακό» βάρος ενός σώματος είναι η δύναμη που ασκεί η Σελήνη στο σώμα και είναι περίπου ίσο με το 1/6 του «Γήινου» βάρους.
Αφού το βάρος είναι δύναμη, η μονάδα μέτρησής του στο S.I. είναι το 1 Ν.
Κατεύθυνση βάρους
Κατεύθυνση του βάρους
Αφού το βάρος είναι διανυσματικό μέγεθος, πρέπει να ξέρουμε την κατεύθυνσή του. Η κατεύθυνση του βάρους έχει πάντοτε
- διεύθυνση κατακόρυφη και
- φορά προς το κέντρο της Γης.
Όταν λέμε κατακόρυφη εννοούμε ότι είναι πάνω στην κατακόρυφο του τόπου: Η κατακόρυφος ενός τόπου είναι η διεύθυνση της ακτίνας της Γης και γίνεται αντιληπτή με το νήμα της στάθμης.
Εάν θεωρήσουμε μία μικρή επιφάνεια της Γης επίπεδη, το διάνυσμα του βάρους είναι κάθετο σε αυτήν με φορά προς τα κάτω.
Βαρυτική δύναμη
Βαρυτική δύναμη είναι η ελκτική δύναμη που ασκείται μεταξύ δύο οποιωνδήποτε σωμάτων με μάζα. Πχ το γήινο βάρος ενός σώματος είναι η βαρυτική δύναμη που ασκείται μεταξύ της Γης και του σώματος.
Τριβή
Τριβή
Η τριβή είναι η δύναμη που ασκείται από ένα σώμα σε ένα άλλο όταν βρίσκονται σε επαφή και το ένα κινείται ή τείνει να κινηθεί ως προς το άλλο. Συμβολίζεται με Τ.
Μέσω της τριβής παράγεται θερμότητα:
Αφού η τριβή είναι δύναμη, η μονάδα μέτρησής της στο S.I. είναι το 1 Ν.
Κατεύθυνση τριβής
Κατεύθυνση της τριβής
Αφού η τριβή είναι διανυσματικό μέγεθος, πρέπει να ξέρουμε την κατεύθυνσή της. Η κατεύθυνση της τριβής έχει
- διεύθυνση της κίνησης και
- φορά τέτοια ώστε να αντιστέκεται στην ολίσθηση της μίας επιφάνειας πάνω στην άλλη.
Δηλαδή αν κινείται θα έχει φορά αντίθετη από τη φορά της ταχύτητας του σώματος.
Τριβή στην καθημερινή ζωή
Κάνουμε τραχιές τις επιφάνειες όταν θέλουμε να αυξηθεί η τριβή, πχ:
- Όταν σβήνουμε με τη γόμα
- Όταν βαδίζουμε στο δρόμο (σόλες παπουτσιών)
- Στα λάστιχα των αυτοκινήτων
- Για να πιάνουμε αντικείμενα (γραμμές στο εσωτερικό της παλάμης)
- Όταν κόβουμε με μαχαίρι (έχει δόντια)
Κάνουμε λείες τις επιφάνειες όταν θέλουμε να μειωθεί η τριβή, πχ:
- Όταν λαδώνουμε αλυσίδες ή κλειδαριές
- Όταν βάζουμε λάδια στον κινητήρα του αυτοκινήτου
- Στις αρθρώσεις μας, για να μην τρίβονται υπάρχει το αρθρικό υγρό.
Τριβή
Δοκιμάστε πώς αλλάζει η τριβή ανάλογα με το είδος των τριβόμενων επιφανειών.
