величина

плотность массы

массовая плотность — из анатомии формул
6 формул

Описание

Массовая плотность (часто просто «плотность») — это физическое свойство, определяемое как масса на единицу объёма, обычно выражается в килограммах на кубический метр (кг/м³) в системе СИ. Она описывает, насколько плотно упаковано вещество в материале. Плотность — фундаментальный параметр в физике, поскольку она входит в уравнения гидродинамики, плавучести, распространения волн и гравитационных взаимодействий. Для большинства материалов она меняется с температурой и давлением и имеет решающее значение для идентификации веществ и прогнозирования их поведения.

История

Понятие плотности восходит к древности — принцип Архимеда (III век до н. э.) использовал плотность для определения того, было ли золото чистым. Современное количественное определение возникло с развитием точных измерений и метрической системы в XVIII веке.

Как это работает

Плотность вычисляется делением массы объекта на его объём. Для однородного материала это единственное значение; для композитов или смесей можно определить среднюю плотность. В жидкостях различия плотности приводят к конвекции и стратификации; в твёрдых телах плотность связана с упаковкой атомов и прочностью связей. Понятие распространяется на «массовую плотность» в отличие от «числовой плотности» (частиц на объём) или «плотности заряда» (заряда на объём), каждая из которых выполняет свои аналитические функции.

Где применяется

Необходима в инженерии для выбора материалов, в геологии для идентификации минералов, в метеорологии для плотности воздуха, влияющей на погоду, и в медицине для сканирования плотности костей.

Любопытный факт

Плотность воды при 4°C составляет ровно 1000 кг/м³, что исторически определило килограмм — литр воды был эталоном его массы.

Граф понятий →

Формулы

$$t_{\text{ff}} \propto \frac{1}{\sqrt{G \rho}}$$
Время свободного падения обратно пропорционально квадратному корню из плотности.
Что в формуле
t_ffпеременнаявремя свободного падения — время с
Gпеременнаягравитационная постоянная — гравитационная постоянная м³/(кг·с²)
ρпеременнаямассовая плотность — плотность массы кг/м³
$$r_H \propto \frac{\dot{M}}{\rho c_s}$$
Радиус горизонта масштабируется с темпом аккреции, деленным на плотность и скорость звука.
Что в формуле
r_HпеременнаяРадиус аккреционного горизонта — радиус м
\dot{M}переменнаяТемп аккреции массы — массовый расход кг/с
\rhoпеременнаяМассовая плотность аккрецирующего вещества — плотность массы кг/м³
c_sпеременнаяСкорость звука в аккрецирующем веществе — скорость м/с
$$\mathcal{R} = 2\Lambda + 16\pi G \rho + \Theta^i_j \Theta^j_i - \Theta^2$$
Связывает пространственную кривизну с плотностью и градиентами скорости.
Что в формуле
\mathcal{R}переменнаяСкалярная кривизна Риччи — ricci scalar 1/м²
\LambdaпеременнаяКосмологическая постоянная — космологическая постоянная 1/м²
\rhoпеременнаяПлотность массы — плотность массы кг/м³
\Theta^i_jпеременнаяТензор расширения — expansion tensor 1/с
\ThetaпеременнаяСкаляр расширения — expansion scalar 1/с
GконстантаГравитационная постоянная Ньютона — гравитационная постоянная = 6.67430e-11 м³/(кг·с²)
$$\dot{M}_{out} = \rho v A$$
Скорость истечения массы равна произведению плотности, скорости и площади.
Что в формуле
Ṁ_outпеременнаяСкорость истечения массы — массовый расход кг/с
ρпеременнаяМассовая плотность истекающего материала — плотность массы кг/м³
vпеременнаяСкорость потока, перпендикулярная площади — скорость м/с
AпеременнаяПлощадь поперечного сечения, через которое протекает материал — площадь м²
$$v_A = \frac{B}{\sqrt{4\pi \rho}}$$
Скорость поперечных магнитогидродинамических волн.
Что в формуле
v_Aпеременнаяскорость альфвеновской волны — скорость м/с
Bпеременнаянапряжённость магнитного поля — напряжённость магнитного поля Тл
ρпеременнаямассовая плотность — плотность массы кг/м³
$$B > v \sqrt{4\pi \rho}$$
Напряженность магнитного поля, необходимая для уравновешивания плотности кинетической энергии.
Что в формуле
BпеременнаяНапряженность магнитного поля — напряжённость магнитного поля Тл
vпеременнаяХарактерная скорость потока плазмы — скорость м/с
ρпеременнаяМассовая плотность плазмы — плотность массы кг/м³
√операторИзвлекает квадратный корень из аргумента — квадратный корень

Статьи по теме · 0

Статей пока нет