الكثافة هي مقياس كتلة المادة لكل وحدة حجم ، وتستخدم في العديد من جوانب العلوم والهندسة والصناعة. يمكن حساب الكثافة بقسمة كتلة الجسم على حجمه. نظرًا لأن المواد المختلفة لها كثافة مختلفة ، فإن قياس كثافة الجسم يمكن أن يساعد في تحديد المواد الموجودة فيه. يمكن أن يساعد العثور على كثافة عينة معدنية في تحديد نقاوتها.
القياس المباشر للكتلة والحجم
عند قياس السوائل والمواد الصلبة المشكلة بانتظام ، يمكن اكتشاف الكتلة والحجم عن طريق القياس المباشر ويمكن بعد ذلك استخدام هذين القياسين لتحديد الكثافة. باستخدام ميزان ، تحديد وتسجيل كتلة الجسم بالجرام. باستخدام الفرجار أو المسطرة ذات الورنية ، قم بقياس الطول والعمق والعرض للكائن بالسنتيمتر. اضرب هذه القياسات الثلاثة لإيجاد الحجم بالسنتيمتر المكعب. اقسم كتلة الجسم على حجمه لتحديد كثافته. يتم التعبير عن الكثافة بالجرام لكل سنتيمتر مكعب أو جرام لكل مليلتر.
على سبيل المثال ، شاهد الفيديو أدناه:
قياس الحجم غير المباشر
لحساب كثافة المواد الصلبة ذات الأسطح غير المنتظمة ، يجب تحديد الحجم بطريقة أخرى. بدلاً من قياس مساحة السطح مباشرةً ، استخدم أسطوانة مدرجة لإيجاد حجم الجسم. صب الماء في الأسطوانة المتدرجة حتى تصل إلى مستوى معروف. يمكن قياس هذا المستوى من خلال العلامات الموجودة على سطح الأسطوانة ، والتي تعرض حجم الماء في المليلتر. أضف الكائن إلى الماء وسجل مستوى الماء الجديد. سيكون الفرق بين مستوى الماء الجديد والمستوى الأصلي هو حجم الجسم. يؤخذ هذا القياس بالملليترات ، والتي يمكن استبدالها بالسنتيمتر المكعب. بمجرد تحديد الحجم ، قم بتطبيق نفس المعادلة على النحو الوارد أعلاه.
الكثافة المقدرة باستخدام مبدأ أرخميدس.
ينص مبدأ أرخميدس على أن غمر الجسم في سائل معين سينتج عنه قوة طفو تصاعدية عليه. ستكون هذه القوة مساوية لوزن السائل المزاح. كائن غير معروف الكثافة سوف يطفو أو يغرق داخل سائل معين اعتمادًا على كثافة هذا السائل بالنسبة للكائن. لتحديد مدى كثافة جسم ما تقريبًا ، ضعه في سوائل مختلفة ذات كثافة معروفة ولاحظ النتيجة. إذا غاص ، فهو أكثر كثافة من السائل. إذا طفت ، فهي أقل كثافة.