Masa i gustina

Masa tijela

Sva tijela u prirodi su materijalna. Fizička veličina kojom se izražava materijalnost je masa tijela.

Masa je osobina svakog tijela i ne zavisi od njegovog položaja u prostoru. Masa je osnovna fizička veličina, oznaka m. Jedinica za masu je kilogram (kg).

Manje jedinice

gram [g] 1kg=1000g, 1g=0,001kg

miligram [mg] 1g=1000mg, 1mg=0,001g

Veća jedinica

tona [t] 1t=1000kg, 1kg=0,001t

Mjerenje mase

Vaga (terazije) je instrument za mjerenje mase – jednaki kraci se slobodno okreću oko oslonca.

Nepoznata masa nekog tijela upoređuje se na vagi sa poznatom masom tegova.

Prema tačnosti kojom se vrše mjerenja nepoznate mase, terazije mogu biti
tehničke (tačnost 10mg/pod)
analitičke (tačnost 0,2mg/pod)
Postoje i preciznije vage za mjerenja i do milionitog dijela kilograma.
Manifestacija  mase
Kako mi doživljavamo masu?
Težina je posljedica privlačnog djelovanja Zemlje na sva tijela. Zemlja jače privlači tijela veće mase. Težina tijela je sila kojom telo pritiska horizontalnu podlogu na kojoj leži ili zateže vertikalni konac za koji je obješeno. Težina tijela brojno je jednaka proizvodu mase tijela m i jačine gravitacionog polja G: Q=mG, gdje je G=9,81N/kg  jačina gravitacionog polja Zemlje .
Tijelo veće mase se teže pokrene s mjesta i teže zaustavi nego tijelo manje mase. Zato se kaže da su tijela veće mase tromija (inertnija). Za tijelo koje se jače opire promjeni brzine kaže se da ima veću masu i obrnuto.
Masa tijela je mjera za inertnost tijela.
Zakon inercije
Svakodnevno iskustvo: bicikla se kreće kada prestanemo da okrećemo pedale, putnici u autobusu polete napred kada autobus zakoči, knjiga na stolu se ne pomjera sve dok na nju ne djeluje sila.
Ovu pojavu da sva tijela ostaju u stanju mirovanja ili jednolikog pravolinijskog kretanja ako na njih ne djeluje sila prvi je istakao Galilej i nazvao je inercija. Kasnije je Njutn formulisao Prvi Njutnov zakon – Zakon inercije:
Svako tijelo zadržava stanje mirovanja ili ravnomerno pravolinijskog kretanja, sve dok ga neka sila ne prinudi da to stanje promijeni.

Masa i težina kao različiti pojmovi

Masa je mjera inertnosti tijela, njegova osobina, a težina je posljedica privlačnog djelovanja Zemlje.

Na Mjesecu i Zemlji masa tijela je ista (mZ=mM), a težina se razlikuje (QZ >QM). 

Gustina tijela

Tijela se razlikuju po zapremini, masi i vrsti supstance. Različite supstance se razlikuju po gustini.

Mjerenjem je utvrđeno:

gvožđe zapremine 1m3 ima masu 7800kg

drvo zapremine 1m3 ima masu 750kg

Masa i zapremina tijela određuju fizičku veličinu koja se naziva gustina tijela i karakteristična je za svaku supstancu.

Gustina je masa jedinične zapremine (1m3) neke supstance. Gustina je važna osobina supstance i označava se grčkim slovom ρ (ro). Količnik mase i zapremine tijela je stalna veličina i to je upravo gustina:

ρ=m/V

Jedinica za gustinu je kg/m3. Često se koristi i jedinica g/cm3.

Pretvaranje jedinica za gustinu [kg/m3] :1000 [g/cm3] ·1000 [kg/m3]

Назив супстанце	Густина[kg/m3]	Назив супстанце	Густина[kg/m3]
алуминијум бакар гвожђе дрво плута жива олово злато	2700 8900 7800 800 240 13600 11300 19300	вода морска вода лед машинско уље бензин шпиритус нафта алкохол	1000 1030 900 900 710 800 800 800

Srednja gustina

Ukoliko nemamo čistu supstancu (npr. šupljine u okviru tijela ili nehomogena tijela) govorimo o srednjoj gustini koja je jednaka količniku mase tijela i njegove ukupne zapremine. Tada tijelo možemo da posmatramo kao tijelo iste zapremine i srednje gustine.

Određivanje gustine čvrstog tijela

potrebno je da znamo ili da izmerimo terazijama masu tijela i da izračunamo (ako je tijelo pravilnog geometrijskog oblika) ili izmjerimo menzurom zapreminu tijela (ako tijelo nije pravilnog geometrijskog oblika).

Tečnosti

Mjerenje mase tečnosti: prvo se mjeri masa praznog suda, a zatim masa suda ispunjenog tečnošću; razlika masa je masa tečnosti. Zapremina tečnosti se mjeri menzurom.