Conţinut
- Cum se determină volumul
- Ce este densitatea?
- Determinați greutatea experimental
- Exemplu: Calcularea greutății acrilicului
Dacă îl cunoașteți volumul și densitatea, puteți determina greutatea unui obiect din plastic fără a o cântări. Greutate este adesea folosit în mod interschimbabil cu masa în limbajul cotidian, dar de fapt diferă. Masa este cantitatea de materie dintr-un obiect și este rezistența unui obiect la accelerație.
Masa este constantă indiferent de locația sa, deci un astronaut cu o masă de 100 kg pe Pământ are aceeași masă pe Lună. Greutatecu toate acestea, este forța asupra unei mase sub influența gravitației și este dată de relația: Greutate = masă × accelerație datorată gravitației. În sistemul metric, greutatea are unități de Newton (N).
Pe suprafața Pământului, accelerația gravitațională este g, care este de 9,81 m / s2. Pe lună, accelerația gravitațională este doar o șesime decât cea a Pământului și este de 1,64 m / s2.
Deoarece greutatea variază cu câmpul gravitațional local, astronautul cu o masă de 100 kg are o greutate de 981 N pe Pământ, dar doar 164 N pe Lună. În spațiu profund, departe de gravitatea oricărui corp astronomic, astronautul ar avea o greutate de 0 N, afecțiune numită popular imponderabilitate.
Cum se determină volumul
Volum este cantitatea de spațiu pe care un obiect îl ocupă. Este posibil să se calculeze volumul unui solid obișnuit, precum un cub, prin măsurarea dimensiunilor acestuia, dar această metodă ar fi dificilă pentru obiectele cu formă neregulată. În schimb, putem să scufundăm obiectul în apă și să folosim faptul că volumul de apă deplasată este egal cu volumul obiectului cufundat.
Ce este densitatea?
densitatea masei a unui obiect, numit simplu densitate, este a sa masa împărțită după volumul său. Densitatea este de obicei reprezentată de litera greacă rho (ρ) și este dat de ecuația: ρ = m/v. Aici m este masa unui obiect și v este volumul său. În sistemul metric, densitatea are unități de kilograme pe metru cub (kg / m3) sau grame pe centimetru cub (g / cm)3).
Dacă cunoașteți densitatea unui obiect, rearanjarea ecuației de densitate oferă expresia pentru calcularea masei sale: m = ρ × v. La rândul său, după ce știi masa, poți calcula greutatea.
Determinați greutatea experimental
1. Obțineți o bucată de plastic. Identificați tipul de plastic pe care îl testați și căutați densitatea de masă a acestuia.
2. Măsurați volumul probei. Umpleți un cilindru gradat mare cu apă până la nivelul de 500 ml. Scufundați complet bucata de plastic în apă.
Multe materiale plastice sunt mai puțin dense decât apa și vor pluti. În acest caz, așezați o greutate mare ca o piuliță metalică în partea inferioară a cilindrului, apoi adăugați apă la nivelul de 500 ml. Îndepărtați greutatea și legați-o de proba de plastic cu o lungime scurtă de fir. Aruncați-le împreună în apă, astfel încât bucata de plastic să fie complet scufundată.
Volumul greutății a fost inclus atunci când cilindrul a fost calibrat cu apă la nivelul de 500 ml, deci greutatea nu va afecta măsurarea. Diferența dintre nivelurile de apă noi și originale este volumul obiectului. Nu uitați că un mililitru (ml) este egal cu un centimetru cub (cm)3).
3. Calculați masa cu ecuația densității. Masa plasticului este densitatea înmulțită cu volumul: m = ρ × v. Înregistrați masa în kilograme.
4. Calculați greutatea cu accelerația datorată gravitației. Asigurați-vă că utilizați unitățile corecte din sistemul metric. Greutate (N) = masă (kg) × accelerație datorată gravitației (m / s)2).
Exemplu: Calcularea greutății acrilicului
Dacă doriți să determinați greutatea unei bucăți de plastic acrilic, cunoscută și sub denumirea de Plexiglas, Lucite sau Acrilit (toate numele de marcă), urmați pașii descriși în secțiunea anterioară:
Pasul 1: Obțineți o bucată de plastic. Tăiați o mostră de acril. Densitatea acrilului este de 1,18 g / cm3.
Pasul 2: Măsurați volumul probei. Dacă nivelul apei a crescut la 550,0 ml după ce materialul plastic a fost scufundat în cilindrul gradat, atunci volumul său este de 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml sau 50,0 cm3.
Pasul 3: Calculați masa cu ecuația densității. Masa bucății de plastic = densitate × volum = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Pasul 4: Calculați greutatea cu accelerația datorată gravitației. Greutatea (N) = masa (kg) × accelerația datorată gravitației (m / s)2). Pe Pământ, greutatea ar fi de 0,059 kg × 9,81 m / s2 = 0,58 N.