Что такое плотность?
Плотность показывает, какая масса приходится на единицу объёма. Формула: ρ = m ÷ V. Здесь ρ — плотность, m — масса, V — объём.
Например, если масса 2 л алюминия равна 5.4 кг, то его плотность 5.4 ÷ 2 = 2.7 кг/л. Единицы связаны так: 1 кг/л = 1 г/см³ = 1000 кг/м³.
Плотность — это свойство вещества. Маленький и большой куски одного вещества имеют одинаковую плотность, поэтому по плотности можно определить вещество.
| Материал | Плотность, кг/л | В воде |
|---|---|---|
| Древесина | 0.5 | плавает |
| Лёд | 0.92 | плавает |
| Пластик | 1.3 | тонет |
| Стекло | 2.5 | тонет |
| Алюминий | 2.7 | тонет |
| Железо | 7.87 | тонет |
| Медь | 8.96 | тонет |
| Золото | 19.3 | тонет |
В таблице приведены значения из симулятора. На самом деле плотность древесины и пластика зависит от их вида.
Почему тела плавают и тонут?
Будет тело плавать или утонет, решает не его масса, а плотность. Тело с плотностью меньше, чем у воды, плавает, а с большей плотностью тонет. Чем больше плотность плавающего тела, тем большая его часть погружена в воду: у древесины 50 процентов, у льда 92 процента.
Сделай свой брусок и проверь его плотность
Выбери материал, измени объём и массу и посмотри, плавает брусок или тонет. Этот симулятор входит в полный доступ. Скачивание бесплатно, без регистрации открыты 2 раздела и 5 симуляторов.
Как пользоваться симулятором?
- Выбери материал в нижнем ряду. Если прокрутить ряд вбок, появятся Медь и Золото. При смене материала объём возвращается к 5 л.
- Двигай ползунок Объём в пределах 1–10 л. Брусок увеличивается и уменьшается. Масса рассчитывается автоматически.
- На панели слева вверху прочитай плотность в кг/л и её положение на шкале 0–10. Плотность золота 19.3, поэтому метка останавливается в конце шкалы.
- Выбери Свой, чтобы задать массу вручную в пределах 0.5–10 кг. Плотность рассчитает симулятор.
- Подпись справа вверху показывает ⬆ Плавает или ⬇ Тонет.
Задания для симулятора
- Выбери Древесина и увеличь объём с 5 л до 10 л. Ответ: масса вырастет с 2.5 кг до 5 кг, а плотность останется 0.50 кг/л.
- Выбери Свой и сделай брусок объёмом 10 л и массой 9 кг, а потом объёмом 1 л и массой 2 кг. Ответ: плотность бруска 9 кг равна 0.90, поэтому он плавает. Плотность бруска 2 кг равна 2.00, поэтому он тонет. Тяжёлый брусок плавает, а лёгкий тонет.
- Выбери Свой, поставь объём 5 л и увеличивай массу. Ответ: как только масса превысит 5 кг и плотность станет больше 1.0, брусок утонет.
- Сравни Древесина и Лёд. Ответ: оба плавают. Древесина погружена в воду наполовину, а лёд почти целиком.
Почему лёд плавает, а железный корабль не тонет?
- Лёд плавает на воде. Когда вода замерзает, её объём увеличивается, а плотность уменьшается. Поэтому озеро замерзает сверху, а подо льдом остаётся жидкая вода.
- Железный корабль не тонет. Плотность железа больше плотности воды, но внутри корабля много воздуха. Если разделить всю массу корабля на весь его объём, получится плотность меньше, чем у воды.
