Репортажи
Видеолента
Блоги
Маяки
Рыбаки
Секреты групп
Аналитика
Автофишинг
Мастерская
Мой профиль
Вход

Вес и масса. Принципиальные отличия и типичные ошибки при употреблении терминов.

Дата публикации: 07.08.2022, автор: mic

Масса - количество вещества в физическом теле. Масса тела зависит от плотности тела и его объема. Чем больше плотность тела и объем тела - тем больше масса тела. Уменьшение плотности тела или его объема или и того и другого одновременно ведет к уменьшению массы.

Ознакомившись с некоторыми материалами по теории поплавков, я заметил одну особенность в рассуждениях авторов.
При описании характеристик поплавка все исследователи пользуются понятиями "вес" и "грузоподъемность".
И нигде ни в одной статье я не встретил упоминания о массе, как о важнейшей технической характеристике.

Невключение в расчеты этой величины приводит к ошибкам в рассуждениях. Например к такой ошибке.

Мы имеем два поплавка одной конструкции. Диаметр антенн равен - Da1 = Da2. Диаметр тел равен - DT1 = DT2. Грузовподїемность поплавков разная, но благодаря отгрузке обе системы имеют одинаковую плавучесть, так как объем обеих антенн, находящийся над водой равен - обе антенны выступают из воды на высоту h.

Исходя из этих вводных, можно сделать вывод, что и статическое и динамическое сопротивление этих двух систем равны.

Но это заблуждение.
Если брать в расчет массу, то в первом случае общая масса системы груз-поплавок равна 3 грамма, а во втором случае 7,5 грамма.
Могут ли сиситемы с такой разницей в массе быть эквивалентными?

Почему тесты магазинных поплавков часто врут

Все зависит от того, каким материалом отгружается поплавок. Та цифра, которая значится на грузе, представляет собой вес груза в воздухе.
На практике этот вес равен массе.
При погружении же в воду любой груз теряет в весе, так как имеет объем и вытесняет воду. Поэтому грузы из разных материалов теряют в весе по разному. чем материал более плотный, тем меньше он теряет в весе при погружении в воду.

Рассмотрим в качестве примера три 10 граммовых груза - из стали, свинца и вольфрама.
плотность стали - 7,88 грамм на см. кубический
плотность свинца - 11,25 грамм на см. кубический
плотность вольфрама - 19,35 грамм на сантиметр кубический

При погружении в воду вес стального груза снизится до 8,73 грамма, вес свинцового груза - до 9,12 грамма, вес вольфрамового груза - до 9,48 грамма.

То есть сталь теряет около 13 процентов веса, свинец - около 8 процентов, вольфрам 5 процентов.
При этом масса останется равной 10 граммам.

Поскольку разница в плотности металлов бывает кратной (отличаться в несколько раз) - например плотность алюминия равна 2,7 грамма, то тест испытуемого тела полностью зависит от того, каким материалом оно отгружено. Если тестовые грузы, используемые на производстве, сделаны из более легких материалов чем свинец, цифры грузоподъемности, обозначенные на поплавке, будут больше чем то, что мы увидим отгрузив поплавок свинцом.

Лично я сталкивался с поплавками с заявленными 4,5 граммами грузоподъемности, которые по факту приходилось отгружать на 3,5 грамма.

Следует понимать, что вес не является константой. Более того, любое тело, которое плавает в воде не касаясь дна, имеет нулевой вес.
Масса же при этом является константой, и на практике равна весу тела в воздухе (точнее в вакууме).
Масса существует даже в невесомости и зависит только от плотности тела и его размеров.

И это важно понимать при оценке того, насколько сильно сопротивляется поклевке та или иная система груз-поплавок.

Потому что, с точки зрения механики, поклевка - это сообщение ускорения массивному телу груз-поплавок, находящемуся в плотной среде (в воде).

И, кроме статического (весового) и динамического (сила атаки на воду) сопротивлений, столь же значительным фактором сопротивления поклевке является ИНЕРЦИОННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ системы груз-поплавок. Инерция же напрямую связана с массой. Инерция - и есть проявление массы. Поэтому в вышеприведенном примере, сопротивление системы №2 будет выше, так как инерция 7,5 грамм массы в 2,5 раза больше чем инерция 3 грамм массы. Чем резче поклевка, тем более значимым становится инерционное сопротивление. И чем тяжелее поплавок, тем значительнее становится инерционное сопротивление. Например для таких поплавков как предотгруженные ваглеры дальнего заброса инерционное сопротивление является основным.