Что такое плотность?
Плотность (в физике часто используют обозначение ρ — «ро») — это физическая величина, которая показывает, какую массу имеет вещество в единице объёма. Проще: плотность отвечает на вопрос «насколько плотно упакована материя в данном теле». В школьной программе иногда употребляют синоним «удельная масса».
Короткая формулировка: плотность — это масса, делённая на объём. Тема «плотность физика» изучается в 7 классе и лежит в основе понимания плавучести, гидростатики и построения опытов.
Формулы и единицы измерения
Основная формула плотности:
ρ = m / V
где ρ — плотность, m — масса, V — объём.
Единицы:
- СИ: килограмм на кубический метр (кг/м³).
- В школьной практике часто используют грамм на кубический сантиметр (г/см³). 1 г/см³ = 1000 кг/м³.
Связанные формулы (давление в жидкости):
p = F / S — давление (Па = Н/м²)
Гидростатическое давление на глубине h в однородной жидкости:
p = ρ g h (где g ≈ 9.81 м/с²)
Полезная шпаргалка:
| Величина |
Формула |
Единицы |
| Плотность |
ρ = m / V |
кг/м³ или г/см³ |
| Давление |
p = F / S |
Па (Н/м²) |
| Гидростатическое давление |
p = ρ g h |
Па |
Таблица: плотности распространённых веществ
| Вещество |
ρ (кг/м³) |
ρ (г/см³) |
| Вода (при 4°C) |
1000 |
1.00 |
| Лёд |
917 |
0.917 |
| Сталь |
7850 |
7.85 |
| Алюминий |
2700 |
2.70 |
| Ртуть |
13600 |
13.6 |
| Воздух (при 1 атм) |
1.2 |
0.0012 |
(alt: placeholder)
Как измеряют плотность: методы и оборудование
- Геометрический метод: для правильных тел (куб, шар, цилиндр) измеряют линейные размеры, находят объём по формуле и делят массу на объём.
- Метод вытеснения (Архимеда): для неправильных тел погружают в мензурку с водой и измеряют объём вытесненной жидкости.
- Пикнометр/пикнометрический метод: точное измерение плотности жидкостей.
- Гидрометр: для быстрого определения плотности (плотности жидкостей) по уровню плавания.
Подробнее о лабораторных работах можно найти в разделе лабораторных заданий: Лабораторные работы 7 класса и в виртуальных симуляторах [/simulators-virtual-labs].
Уроки и программы для 7 класса (уроки плотность 7 класс)
При подготовке урока по теме «плотность» для 7 класса рекомендуется следующая структура:
- Введение — объяснить понятие плотности и показать на примерах: вода и железный шар; почему одни тела тонут, а другие плавают.
- Демонстрация/опыт — измерение плотности тела вытеснением.
- Практическая часть — класс решает 3–5 задач, вычисляет плотность и давление.
- Домашняя работа — задачи из учебника.
Рекомендуемая литература и материалы: учебник Перышкин — Физика 7: учебник Перышкин, сборник задач — Задачи 7 класс, видео-уроки — Видео по теме.
Если вы ищете готовые планы уроков и презентации — посмотрите раздел lesson-plans-presentations.
Разбор типовых задач — шаг за шагом
Пример 1. Найти плотность тела, если m = 200 г, V = 50 см³.
Решение:
- Переведём единицы: m = 0.200 кг, V = 50·10⁻⁶ м³ = 5·10⁻⁵ м³ — можно также работать в г/см³.
- ρ = m / V = 200 г / 50 см³ = 4 г/см³ = 4000 кг/м³.
Пример 2. Давление на глубине 5 м в воде (ρ = 1000 кг/м³):
p = ρ g h = 1000·9.81·5 ≈ 49050 Па ≈ 4.9·10⁴ Па.
Пример 3. Сосуд с площадью дна S = 0.02 м² заполнен водой до высоты h = 0.15 м. Какую силу действует вода на дно?
p = ρ g h = 1000·9.81·0.15 = 1471.5 Па; F = p S = 1471.5·0.02 ≈ 29.43 Н.
Для тренировок по разным уровням сложности используйте раздел задач и онлайн-тесты: онлайн-тесты 7 класс.
Типичные ошибки и практические советы
- Ошибка с единицами: не забудьте переводить см³ в м³ и г в кг при использовании СИ.
- Путаница между плотностью и массой: плотность — свойство вещества, масса — свойство тела.
- Для гидростатических задач всегда учитывайте добавочное атмосферное давление, когда нужно найти абсолютное давление.
Советы по решению задач: выписывайте данные в таблицу, сразу переводите в СИ, подписывайте шаги расчёта и проверяйте размерности (единицы).
Подробнее о техниках решения задач — см. методы решения задач по физике и коллекцию формул [/formulas-and-tables].
Где практиковаться онлайн и дополнительные ресурсы
- Задачи и сборники: Задачи 7 класс
- Онлайн-тренажёры и тесты: Онлайн тесты 7 класс
- Интерактивные симуляторы: [/simulators-virtual-labs]
- Калькуляторы и шаговые решатели: [/online-calculators-physics], [/problem-solver-stepbystep]
Ищете «задачи плотность онлайн» — начните с онлайн-тестов и сборников задач, затем проверьте решения с пошаговыми разбором.
Заключение и призыв к действию
Плотность — базовая и очень практичная тема в школьной физике: она объясняет плавучесть, поведение газов и жидкостей, а также помогает решать задачи на давление. Для успешного усвоения материала сочетайте теорию (учебник, например Перышкин), лабораторные опыты и регулярную практику задач (используйте задачи 7 класс и онлайн-тесты).
Попробуйте решить пару задач прямо сейчас и посмотрите видео-урок — начинайте с видео по теме. Если нужны готовые формулы — откройте формулы и таблицы. Удачной учёбы! Если хотите, могу подготовить набор задач по уровням сложности или пошаговый разбор любой задачи — напишите, какая нужна помощь.