إذا أعطاك صديقك كوبًا من الثلج الصلب ، وأعطاك آخر كوبًا من الماء السائل ، أيهما أثقل؟
إن غريزتنا هي في بعض الأحيان أن نعتقد أن المواد الصلبة أثقل ، ولكن في الواقع الماء السائل أكثر كثافة من الماء الصلب. من خلال معرفة كيفية حساب الوزن من الكثافة ، يمكننا أن نرى بسرعة أن كوب الماء أثقل.
ما هي الكثافة؟
تخبرنا كثافة بعض المواد عن مدى صغر حجمها أو انتشارها. يمكننا وصف كثافة الحجم أو كثافة الكتلة أو أي نوع آخر من الكثافة.
على سبيل المثال ، غالبًا ما يفكر مخططو المدن في كثافات مختلفة ، مثل توافر المساكن أو متاجر البقالة ، لمعرفة مكان بناء مبانٍ معينة.
بشكل عام ، عادة ما تكون الكثافة عبارة عن كمية مثل الكتلة ، مقسومة على مساحة أو حجم.
لذلك فإن كثافة الوزن تصف كيفية توزيع وزن بعض الأشياء في منطقة أو حجم ما. على الأرجح ، ستستخدم كثافة الكتلة ، لأن الكتلة والوزن يرتبطان بتسارع الجاذبية ، والذي يمكن أن يتغير تبعًا لمكان وجودك على سطح الأرض (وحتى أكثر من ذلك إذا كنت في موقع مختلف كوكب!).
نصائح
تصف كثافة الجسم مدى ضغط انتشاره. تصف كثافة الوزن توزيع وزن الجسم في منطقة أو حجم ما.
مثال على معادلة الكثافة في الكيمياء
لنفترض أن مختبرنا يحتوي على مركبين: A و B. المركب A كرة حجمها 30 سم3 وتبلغ كتلته 50 جم. المركب B هو مكعب مثالي يبلغ طول أضلاعه 6 سم ، وله كثافة كتلته 500 كجم / م3. ما كثافة المركب A ، وأي مركب أثقل؟
يمكننا حساب كثافة كتلة المركب أ بسرعة:
\ نص {كثافة A} = \ frac {50 \ text {g}} {30 \ text {cm} ^ 3} = 1.667 \ text {g / cm} ^ 3
ولكن لمقارنة كثافات A و B ، علينا تحويل الكثافة إلى نفس الوحدات.
للتحويل من كجم / م3 إلى جم / سم3، نحتاج إلى استخدام التحويلات: 1 م3 = 1،000،000 سم3 و 1 كجم = 1000 جم. لذلك ، فإن كثافة كتلة المركب B تساوي 0.5 جم / سم3. الآن يمكننا ببساطة مقارنة كثافة الكتلة ونلاحظ أن المركب B أقل كثافة من المركب A.
حساب الوزن
للإجابة على أيهما أثقل ، علينا حساب وزن كل مركب من كتلته وتسارع الجاذبية. نعرف كتلة المركب A ، وهي 0.05 كجم ، لذا فإن وزنه بالنيوتن يساوي 0.05 كجم × 9.8 م / ث2= 0.49 نيوتن.
لكن بالنسبة للمركب B ، علينا حساب الحجم الذي يشغله ، ثم الكتلة من كثافة الكتلة. يمكننا حساب حجم المركب B لأنه مكعب كامل: الحجم (6 سم)3 = 216 سم3.
وزن المركب B هو الحجم مضروبًا في الكثافة: 216 سم3 مرات 0.5 جم / سم3، أو 108 جرام. وبالتالي يكون الوزن 0.108 كجم مضروبة في 9.8 م / ث2، أو 1.07 ن.
الفرق بين الكتلة والوزن
الوزن هو الكمية التي تصف قوة الجاذبية على جسم بسبب كتلته ، وتسارع الجاذبية المحلي. لذلك ، يمكن أن يتغير وزن الجسم إذا قمت بنقله من واد إلى قمة جبل شاهق ، لأن تسارع الجاذبية يتناقص كلما ابتعدنا عن نواة الأرض.
ومع ذلك ، لا يمكن تغيير الكتلة إلا إذا تم تغيير الكائن ماديًا وإزالة بعض مادته.
من المهم تذكر الفرق بين الكتلة والوزن.