§ 9. Свойства тел

Определения и обозначения

Тело — отдельный предмет или организм, имеющий форму, размеры и объём. К телам относятся природные объекты, например камень, дерево и рыба, а также созданные человеком стакан, линейка и велосипед. Это понятие помогает выделить отдельный объект среди окружающих вещей и описать его.

Вещество — то, из чего состоят тела. Стакан может быть сделан из стекла, а гвоздь — из железа; стекло и железо в этих примерах являются веществами. Одно вещество может входить в состав разных тел, поэтому название материала не заменяет название предмета.

Масса тела — физическая величина, характеризующая количество вещества в теле. Массу выражают в граммах и килограммах и измеряют весами; сравнить два предмета можно, поместив их на чаши весов. Это свойство помогает установить, какой предмет тяжелее, а какой легче.

Объём тела — пространство, которое занимает тело. Объём жидкости часто измеряют мензуркой, а для твёрдого предмета можно использовать измерения или вытеснение воды. Объём выражают, например, в миллилитрах, литрах и кубических сантиметрах; он позволяет оценить, сколько места занимает предмет.

Как это устроено

Тело и вещество называют разными словами, потому что они отвечают на разные вопросы: «что это?» и «из чего это сделано?». Если мы говорим «стеклянный стакан», стакан — тело, а стекло — вещество. Стекло может быть также материалом окна или вазы, поэтому одного названия вещества недостаточно, чтобы понять, о каком именно предмете идёт речь. Такое различение помогает точно описывать окружающие объекты.

Тела различаются формой и размерами. Форма показывает, как выглядит предмет и как расположены его части, а размеры помогают оценить его длину, ширину или высоту. Эти признаки нужны, чтобы отличать похожие вещи и сравнивать предметы: например, понять, какая линейка длиннее или какой ящик шире. При сравнении следует указывать, какой именно признак мы рассматриваем.

Каждое тело занимает место в пространстве, поэтому у него есть объём. Для жидкости удобно использовать мензурку — сосуд с делениями: сначала смотрят на уровень жидкости, затем при необходимости сравнивают его после действия с телом. Например, при погружении камня уровень воды поднимается, потому что камень занимает часть пространства внутри сосуда. Разница показаний показывает объём погружённой части камня.

Массу сравнивают с помощью весов: предметы кладут на чаши или ставят на прибор и смотрят на показания. Объём отвечает на вопрос, сколько места занимает тело, а масса характеризует количество вещества в нём. Эти свойства нельзя заменять друг другом: большой предмет может быть лёгким, а небольшой — тяжёлым. Поэтому для полного описания предмета часто нужно знать обе величины.

Сравнение тел показывает, что объём и масса связаны с разными особенностями предмета. У двух кубиков одинакового объёма может быть разная масса, если они сделаны из разных веществ. И наоборот, тела из одного вещества могут иметь разный объём и массу, если отличаются по размерам. Чтобы выяснить, одинаковы ли массы двух предметов, их нужно взвесить, а не судить только по их размеру.

Основные характеристики тел

Пользуйся таблицей, чтобы выбрать подходящую характеристику для сравнения предметов. Сначала реши, что нужно узнать: например, длину, занимаемое место или массу. Затем выбери способ измерения из третьего столбца.

Разбор задач

Задача 1. Назови тела и вещества, из которых они сделаны: стеклянный стакан, деревянная линейка, железный гвоздь. Нужно в каждом примере отделить название предмета от названия материала. Предмет можно увидеть и использовать как отдельную вещь, а вещество называет то, из чего эта вещь изготовлена.

1. Найди в первом сочетании название предмета: стакан — это тело. Слово «стеклянный» указывает на материал, поэтому вещество — стекло. Значит, не следует называть стекло стаканом или считать стакан веществом.
2. Во втором сочетании линейка является телом, потому что это отдельный предмет. Она деревянная, следовательно, сделана из вещества древесины. В третьем сочетании гвоздь — тело, а железо — вещество, из которого он изготовлен.

Ответ: стакан — тело, стекло — вещество; линейка — тело, древесина — вещество; гвоздь — тело, железо — вещество. Такой разбор помогает не путать предмет и материал.

Задача 2. В мензурке было 40 мл воды, после погружения камня стало 65 мл. Найди объём камня. Уровень повысился, потому что камень занял место в воде и вытеснил часть жидкости. Значит, нужно узнать не весь объём воды после погружения, а насколько он увеличился.

1. Запиши начальное показание мензурки: 40 мл. Это объём воды до того, как камень оказался внутри.
2. Запиши конечное показание: 65 мл. Вычти начальное значение из конечного: 65 − 40 = 25 мл.
3. Проверь смысл вычисления: разность показывает только прибавившийся объём, связанный с погружением камня. Поэтому не нужно принимать 65 мл за объём самого камня.

Ответ: объём камня равен 25 мл. Метод подходит, если камень полностью погружён в воду и не растворяется в ней.

Задача 3. Два кубика имеют одинаковый объём, но один сделан из дерева, а другой из металла. Как проверить, одинаковы ли их массы, и что заключить при разных показаниях весов? Равный объём сообщает, сколько места занимает каждый кубик, но сам по себе не показывает их массу. Для сравнения масс нужно измерить именно массу.

1. Поставь один кубик на весы и запиши показание. Затем измерь массу второго кубика на тех же весах, чтобы сравнение было справедливым.
2. Сопоставь показания. Если они различаются, массы кубиков неодинаковы; если показания одинаковые, их массы равны в пределах точности измерения.
3. При разных показаниях сделай вывод, что равный объём не означает равную массу. Кубики сделаны из разных веществ, и их массы при одинаковом объёме могут различаться.

Ответ: массы сравнивают взвешиванием. Если показания разные, кубики имеют разную массу, хотя их объём одинаков.

Типичные ошибки

Тело иногда называют веществом или, наоборот, веществом называют тело. Так происходит, когда забывают, что тело — отдельный предмет, а вещество — материал; например, гвоздь сделан из железа. Проверь себя вопросами «что это?» и «из чего это сделано?»: ответы должны различаться.

Массу и объём могут считать одним свойством, потому что обе характеристики относятся к телу. Но масса показывает количество вещества, а объём — занимаемое пространство. Проверь себя: если вопрос о том, сколько места занимает предмет, речь об объёме, а если о показании весов — о массе.

При измерении объёма камня по мензурке иногда записывают только конечный уровень воды. Это ошибка: в сосуде уже была вода, и часть показания относится к ней. Вычти начальный объём из конечного и проверь, что результат — именно увеличение уровня.

Некоторые считают, что одинаковый объём обязательно означает одинаковую массу. Так думают, потому что сравнивают только размеры предметов, не учитывая вещество. Взвесь тела: если показания различаются, значит, при одинаковом объёме их массы неодинаковы.

Связь с другими темами

Чтобы изучать свойства тел, сначала нужно научиться различать предметы окружающего мира и материалы, из которых они изготовлены. Это умение пригодится при описании природных объектов и вещей, созданных человеком. Масса и объём также связаны с темой измерений: важно выбирать подходящий прибор и единицы. Позже эти понятия помогут сравнивать свойства веществ и изучать строение живых организмов, состоящих из тел и их частей.

Что запомнить

• Тело — отдельный предмет или организм.
• Тела состоят из веществ.
• Одно вещество может входить в состав разных тел.
• Тела описывают по форме, размерам, объёму и массе.
• Объём показывает, сколько места занимает тело.
• Массу измеряют весами, а объём жидкости — мензуркой.
• Одинаковый объём не обязательно означает одинаковую массу.