Как найти массу тела в физике формула

Формулы веса тела для мужчин и женщин

Существуют различные калькуляторв веса и роста для взрослого и подростка, но самый простой и верный способ – рассчитать идеальный вес по росту самостоятельно. Существует множество формул, разработанных учеными и позволяющих узнать вес по росту.

Формула Брока

Французский врач Поль Брок разработал формулу соотношения веса и роста, до сих пор считающуюся одной из самых универсальных. Формула учитывает не только рост, но и телосложение (худощавое, нормальное, коренастое) и возраст.

Формула идеального веса по Броку выглядит следующим образом: рост – 100. Если у человека худощавое телосложение, нужно вычесть 10%, а есть коренастое – прибавить 10%.

Если рост менее 165 см, вычитать следует 105, если выше 175 см – вычитайте 110. Следует также брать в расчет возраст. Людям от 20 до 30 лет нужно уменьшить показатель, который вы получите, на 10-12%. Если вы старше 50 лет, увеличьте его на 5-7%.

Метод Лоренца

Данная формула позволяет рассчитать идеальный вес для девушки 25-30 лет. Представителям сильного пола он не подойдет. Для расчета необходимо знать только рост:

Расчет оптимального веса для женщин: (рост – 100) – 0,25 х (рост – 150).

Можно посчитать идеальный вес женщины ростом 166 см: (166 – 100) – 0,25 × (166 – 150) = 62 кг.

Формула идеального веса от роста и возраста

Данная формула позволяет рассчитать вес по росту и возрасту, а также половой принадлежности.

Норма веса у женщин по возрасту и росту: 0,9 × (50 + 0,5 × (Рост, см – 150)) + 0,5 × (возраст – 20)

Формула веса и роста для мужчин: 1 × (50 + 0,5 × (Рост, см – 150)) + 0,5 × (возраст – 20)

Совет 1 Как найти вес тела

Вес тела измеряется в Ньютонах. Чтобы найти вес вашего тела в состоянии покоя при нормальных земных условиях, используйте формулу P=mg, где P – это вес, m – масса, g – ускорение силы тяжести (или ускорение свободного падения). Значит, если масса вашего тела, например, 60 кг, его вес будет равен 60×9,81=588,6 (Н).

Если вы в лифте спускаетесь вниз, вы можете почувствовать некоторую легкость. Это связано с тем, что при той же массе тела вес уменьшился. В данном случае вес рассчитывается по формуле P=m(g-a), где а – ускорение тела, в данном случае равно 2 м/с². Соответственно вес вашего тела теперь будет равен 60x(9,81-2)=468,6 (Н). По сравнению с первым случаем вес уменьшился на 120 Ньютонов.

Когда вы поднимаетесь на лифте, то чувствуете тяжесть. Так как вектор ускорения направлен против силы тяжести, для расчета веса вы получите формулу P=m(g+a). Ускорение нам известно, оно также равно 2 м/с². Получается, что вес тела равен 60x(9,81+2)=708,6 (Н). По сравнению с вашим весом в состоянии покоя, новый показатель больше на 120 Ньютонов.

На тренировках космонавтов использовалась ситуация, когда самолет намеренно вводили в состояние падения. Каков был бы ваш вес, если бы вы находились на подобных учениях? Получится, что вы и самолет находитесь в состоянии свободного падения, а значит, в самолете ваш вес рассчитывается по формуле P=m(g-a), a в данном случае равняется g, значит, P=m(g-g), отсюда следует P=60x(9,81-9,81)=60×0=0 (Н). Это называется состояние невесомости, ваш вес в падающем самолете равен нулю, так же как и в космосе.

На других планетах при той же массе и ускорении ваш вес будет отличаться. Например, на Луне ускорение свободного падения равно 1,62 м/с², а значит, ваше тело в состоянии покоя на Луне будет весить 60×1,62=97,2 (Н), что на 491.4 Ньютона меньше, чем на Земле.

Как найти массу

Многие из нас в школьное время задавались вопросом: Как найти массу тела ? Сейчас мы попытаемся ответить на этот вопрос.

Нахождение массы через его объем

Решить задачу, как найти массу вещества через его объем, довольно легко. Для этого следует применить формулу удельной плотности вещества

где p является удельной плотностью вещества;

v — занимаемым объемом.

В качестве меры массы будут использоваться граммы, килограммы и тонны. Меры объёмов: сантиметры кубические, дециметры и метры. Удельная плотность будет вычисляться в кг/дм , кг/м , г/см , т/м .

Таким образом, в соответствии с условиями задачи в нашем распоряжении есть бочка объемом двести литров. Это значит, что ее объем равняется 2 м .

Но вы хотите узнать, как найти массу. Из вышеназванной формулы она выводится так:

Сначала нам требуется найти значение р – удельной плотности дизельного топлива. Найти данное значение можно, используя справочник.

В книге мы находим, что р = 860,0 кг/м .

Затем полученные значения мы подставляем в формулу:

m = 860*2 = 1720,0 (кг)

Нахождение массы через плотность и объем

Очень часто в практических заданиях по физике можно встретить такие величины, как масса, плотность и объем. Для того чтобы решить задачу, как найти массу тела, вам требуется знать его объем и плотность.

Предметы, которые вам будут нужны:

2) Калькулятор (компьютер).

3) Емкость для измерения.

Теперь требуется решить задачу, как найти массу в соответствии с формулой d = m/V, где

m является массой предмета (в килограммах),

V является его объемом (в метрах кубических).

Таким образом, плотность вещества является массой единицы его объема.

Если вам необходимо найти плотность материала, из которого создан предмет, то следует воспользоваться таблицей плотностей, которую можно найти в стандартном учебнике по физике.

Объем предмета вычисляется по формуле V = h * S, где

H – высота предмета (м),

S – площадь основания предмета (м ).

Зная объем V и плотность d предмета, вы можете легко найти его массу по формуле m = d * V. Перед тем, как вычислить массу, требуется привести все измерительные единицы в единую систему, например, в систему СИ, являющуюся интернациональной измерительной системой.

В соответствии с вышеназванными формулами можно сделать следующий вывод: для нахождения требуемой величины массы с известным объемом и известной плотностью требуется умножить значение плотности материала, из которого изготовлено тело, на объем тела.

Нормальный вес и уровень жира

 Рассмотрим пример — мужчину возрастом 25 лет и ростом 180 см. Теоретические расчеты по формулам Лоренца или по индексу массы тела (ИМТ) покажут, что его идеальный вес должен составлять 70-75 кг при наличии 8-10% жира в организме. Однако формула совершенно не говорит о том, что человек с заданным весом и отсутствием внутреннего жира будет обладать идеальной спортивной фигурой.

Оба мужчины на иллюстрации выше имеют те самые 8-10% жира в организме, их вес составляет около 75 кг, а рост — 180 см. Но если эти мужчины одинаковы в цифрах на бумаге, то визуально это вовсе не так. Физическая форма — это комплексное понятие, а не просто ориентир на одну из цифр, пусть даже полученной с помощью подтвержденных наукой методов.

Что такое индекс массы тела?

Индекса массы тела (ИМТ) — это наиболее популярный в настоящее время показатель, позволяющий косвенно оценить, является ли вес конкретного человека избыточным, нормальным или недостаточным. Формула индекса массы тела была получена экспериментальным путем бельгийским ученым Адольфом Кетеле почти 200 лет назад.

Индекс массы тела вычисляется делением веса в килограммах на возведенный в квадрат рост в метрах (ИМТ = m/h2). Результат меньше 18 означает дефицит массы тела, 18-25 — норму, 25-30 — избыточный вес, а число выше 30 — ожирение(1). Простой математический расчет по формуле говорит о том, что при росте 180 см и весе 72.5 кг индекс массы тела составит 22.4.

Почему индекс массы тела не работает?

Необходимо понимать, что за последние два века наука шагнула далеко вперед — формула индекса массы тела, ровно как и формула Лоренца для расчета идеального веса, считаются устаревшими. Обе эти формулы признаны крайне неинформативными и давно не используются врачами и диетологами в качестве основного метода для определения идеального веса.

По сути, эти методы расчета «работают» исключительно для людей, страдающих заметным ожирением или ощутимой дистрофией. Однако и в их случае погрешность формулы зашкаливает — в результате одного научного эксперимента индекс массы тела определил ожирение лишь у 36% действительно больных ожирением мужчин и 49% женщин(1).

Какие факторы влияют на плотность тела

Плотность
одних и тех же тел зависит от давления и температуры. Как правило, при высоком
давлении молекулы утрамбованы плотнее, и, соответственно, вещество имеет бо́льшую
плотность. Обычно при повышении температуры расстояние между молекулами
увеличивается, что приводит к уменьшению плотности. Бывают случаи, когда такая
зависимость имеет обратное значение. Так, например, плотность воды меньше
плотности льда, несмотря на то что лёд имеет более низкую температуру. Причина
такого явления — молекулярная структура льда. Часто вещество, переходя из
жидкого в твёрдое состояние, изменяет свою молекулярную структуру таким
образом, что расстояние между молекулами сокращается, и, соответственно,
плотность становится больше. Когда образуется лёд, расстояние между молекулами
и их объём становятся больше, а плотность — меньше. Поэтому в зимнее время,
если забыть слить с труб воду, она замёрзнет, в результате чего труба
разорвётся.

На
плотность воды влияют и примеси, которые в ней находятся. Так, например, у
морской воды плотность больше, чем у пресной. Если налить в сосуд солёную воду,
а сверху — пресную, то последняя будет «плавать» на поверхности морской воды.
Поскольку визуально данное явление увидеть сложно, то для эксперимента можно
заполнить резиновый шар пресной водой и поместить его в солёную. Шар будет
плавать на её поверхности. Можно сказать, что человеческое тело также
представляет собой оболочку, наполненную пресной водой, поскольку, как
известно, оно состоит из воды примерно на 50-75%. Поэтому держаться на
поверхности солёной воды гораздо легче, чем пресной. И чем больше концентрация
соли в воде, тем более она плотная.

11. Вес и невесомость

Силу тяжести с которой тела притягиваются к Земле, нужно отличать от веса тела. Понятие веса широко используется в повседневной жизни.

Весом тела называют силу, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес. При этом предполагается, что тело неподвижно относительно опоры или подвеса. Пусть тело лежит на неподвижном относительно Земли горизонтальном столе (рис. 1.11.1). Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. На тело действуют сила тяжести направленная вертикально вниз, и сила упругости с которой опора действует на тело. Силу называют силой нормального давления или силой реакции опоры. Силы, действующие на тело, уравновешивают друг друга: В соответствии с третьим законом Ньютона тело действует на опору с некоторой силой равной по модулю силе реакции опоры и направленной в противоположную сторону: По определению, сила и называется весом тела. Из приведенных выше соотношений видно, что т. е. вес тела равен силе тяжести Но эти силы приложены к разным телам!

Если тело неподвижно висит на пружине, то роль силы реакции опоры (подвеса) играет упругая силы пружины. По растяжению пружины можно определить вес тела и равную ему силу притяжения тела Землей. Для определения веса тела можно использовать также рычажные весы, сравнивая вес данного тела с весом гирь на равноплечем рычаге. Приводя в равновесие рычажные весы путем уравнивая веса тела суммарным весом гирь, мы одновременно достигаем равенства массы тела суммарной массе гирь, независимо от значения ускорения свободного падения в данной точке земной поверхности. Например, при подъеме в горы на высоту 1 км показания пружинных весов изменяются на 0,0003 от своего значения на уровне моря. При этом равновесие рычажных весов сохраняется. Поэтому рычажные весы являются прибором для определения массы тела путем сравнения с массой гирь (эталонов).

Рассмотрим теперь случай, когда тело лежит на опоре (или подвешено на пружине) в кабине лифта, движущейся с некоторым ускорением относительно Земли. Система отсчета, связанная с лифтом, не является инерциальной. На тело по-прежнему действуют сила тяжести и сила реакции опоры но теперь эти силы не уравновешивают друг друга. По второму закону Ньютона

Сила действующая на опору со стороны тела, которую и называют весом тела, по третьему закону Ньютона равна Следовательно, вес тела в ускоренно движущемся лифте есть

Пусть вектор ускорения направлен по вертикали (вниз или вверх). Если координатную ось OY направить вертикально вниз, то векторное уравнение для можно переписать в скалярной форме:

В этой формуле величины P, g и a следует рассматривать как проекции векторов , и на ось OY. Так как эта ось направлена вертикально вниз, g = const > 0, а величины P и a могут быть как положительными, так и отрицательными. Пусть, для определенности, вектор ускорения направлен вертикально вниз, тогда a > 0 (рис. 1.11.2).

Из формулы (*) видно, что если a g, то вес тела P в ускоренно движущемся лифте меньше силы тяжести. Если a > g, то вес тела изменяет знак. Это означает, что тело прижимается не к полу, а к потолку кабины лифта («отрицательный» вес). Наконец, если a = g, то P = 0. Тело свободно падает на Землю вместе с кабиной. Такое состояние называется невесомостью. Оно возникает, например, в кабине космического корабля при его движении по орбите при выключенными реактивных двигателями.

Если вектор ускорения направлен вертикально вверх (рис. 1.11.3), то a  и, следовательно, вес тела всегда будет превышать по модулю силу тяжести. Увеличение веса тела, вызванное ускоренным движением опоры или подвеса, называют перегрузкой. Действие перегрузки испытывают космонавты, как при взлете космической ракеты, так и на участке торможения при входе корабля в плотные слои атмосферы. Большие перегрузки испытывают летчики при выполнении фигур высшего пилотажа, особенно на сверхзвуковых самолетах.

Формула массы тела

Определение и формула массы тела

В механике Ньютона массой тела называют скалярную физическую величину, которая является мерой инерционных его свойств и источником гравитационного взаимодействия. В классической физике масса всегда является положительной величиной.

Масса – аддитивная величина, что означает: масса каждой совокупности материальных точек (m) равна сумме масс всех отдельных частей системы (m_i):

В классической механике считают:

• масса тела не является зависимой от движения тела, от воздействия других тел, расположения тела;
• выполняется закон сохранения массы: масса замкнутой механической системы тел неизменна во времени.

Гравитационная масса

Масса материальной точки входит в закон всемирного тяготения, при этом она определяет гравитационные свойства данной точки.при этом она носит название гравитационной (тяжелой) массы.

где g – ускорение свободного падения. Если проводить наблюдения в одной и той же точке, то ускорения свободного падения одинаковы.

Формула расчета массы через плотность тела

Масса тела может быть рассчитана как:

где – плотность вещества тела, где интегрирование проводится по объему тела. Если тело однородное ( ), то масса может быть рассчитана как:

Масса в специальной теории относительности

В СТО масса инвариантна, но аддитивной не является. Она здесь определена как:

где E – полная энергия свободного тела, p- импульс тела, c – скорость света.

Релятивистская масса частицы определяется формулой:

где m – масс покоя частицы, v – скорость движения частицы.

Основной единицей измерения массы в системе СИ является: =кг.

Примеры решения задач

Решение. При абсолютно неупругом соударении частиц, которые до удара имели одинаковые массы и скорости образуется одна покоящаяся частица (рис.1) энергия покоя которой равна:

В нашем случае выполняется закон сохранения механической энергии. Частицы обладают только кинетической энергией. По условию задачи скорость частиц близка к скорости света, следовательно? оперируем понятиями релятивистской механики:

где E₁ – энергия первой частицы до удара, E₂ – энергия второй частицы до соударения.

Закон сохранения энергии запишем в виде:

Из выражения (1.3) следует, что масса полученной в результате слияния частицы равна:

Задание. Какова масса 2м 3 меди?

Решение. Будем считать, что медь однородна и для решения задачи используем формулу:

При этом если известно вещество (медь), то можно при помощи справочника найти ее плотность. Плотность меди будем считать равной _Cu=8900 кг/м 3 . Для расчета все величины известны. Проведем вычисления:

(кг)

Ответ. (кг)

Онлайн калькуляторы

Копирование материал с сайта возможно только с разрешения администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.