Как да изчислим специфичното тегло от плътността

Престорете се, че сте извънземно, което току-що е кацнало тук от далечна планета и е открило земляни, обсъждащи концепция, наречена специфично тегло. Ако сте имали достъп до типичен речник на Земята (и ако сте изминали много трилиони мили, за да стигнете до тук, вероятно сте отделили време да прегледате местните езици и обичаи) и погледнах всяка от тези думи независимо, би било честно от твоя страна да предположиш, че има нещо общо с определен вид издърпване от масивен обект.

Вместо това бързо бихте научили, че терминът има много повече общо с познатото наречено количество плътност отколкото това е свързано с гравитацията, въпреки че има нетривиална връзка. Причината, поради която терминът изобщо съществува във физическата наука, е поради огромния обхват на приложения на този един течен ресурс, който е едновременно по-обилен и по-жизненоважен от всеки друг Земя: вода.

Определени маса и обем

Маса (съкратено м във физическите уравнения) е фундаментална величина във физиката, която обозначава съществуването на материя. Един от начините за разглеждане на материята е, че притежава инерция; друго е, че гравитацията действа за ускоряване на масите, но не безмасови фотони или "пакети" от светлина (тя прави малко, но това е наистина забележимо само в близост до черни дупки, където са релативистките ефекти важно). Единицата SI (метрична) е

килограм (кг).

Сила на звука (V) представлява количество затворено триизмерно пространство в правилна или неправилна форма. Тя се основава на основната единица за дължина, метър (m). Тъй като са необходими три размера, съответната стандартна единица обем е метри в куб (m3).

Маса срещу Тегло

Току-що научихте, че гравитацията влияе върху масите. Когато това се случи, то създава сила, която на Земята се нарича тежест. Стойността на ускорението на гравитацията ж на повърхността на Земята е 9,8 m / s2, така че маса от 10 kg би имала тегло 10 kg × 9,8 m / s2 = 98 kg m / s2. Тази единица се нарича a нютон (N).

Когато претеглите обект, той връща число в лири или килограми, което представляват единици тегло. В действителност скалата е измерваща теглото на показания брой килограми на Земята но като ви кажа резултата като маса. Тоест, разликата между масата и теглото е взета предвид при изграждането на ежедневните земни везни.

Плътност и специфично тегло

Плътност (обозначено с ρ, гръцката буква rho) е просто разделен по маса обем, със съответни единици. В символи:

ρ = \ frac {m} {V}

Важното е, че единицата за маса първоначално е избрана, за да съответства на това колко от нея се притежава от обем от 1 L (1000 ml, или еквивалентно, 1000 кубически сантиметра) вода. Имайте предвид, че 1 L е само 1/1000 от m3, така че последната единица, макар и "стандартна", не се използва често в лабораторни експерименти. По този начин 1 кг вода = "точно" 1 L обем.

Проблемът с това е, че плътността на водата леко варира в рамките на температури между замръзване и кипене, така че тази стойност всъщност не е постоянна и е само много близо до 1.000.

Преобразуване на плътност към специфично тегло

Специфичното тегло (SG) е много по-просто от очакваното от вас и вашите извънземни приятели: Това е просто съотношението на плътността на даден обект към плътността на водата при определена температура. Специфичното тегло няма единици. Неговата полезност се крие във факта, че плътността на някои обекти се променя с температурата по различен начин от този на водата, така че използването на SG позволява малък корекционен коефициент.

Пример: Да предположим, че имате проба от желязо, която има изброена плътност от 7 850 kg / m3. Какво е специфичното тегло на желязото в среда, където ρвода = 997 kg / m3?

За да разрешите, просто разделяте 7850 кг / м3 с 997 кг / м3 за да получите:

\ начало {подравнено} SG & = \ frac {7850 \ текст {кг / м} ^ 3} {997 \ текст {кг / м} ^ 3} \\ & = 7873 \ край {подравнено}

И обратно, ако се нуждаете от калкулатор за специфично тегло спрямо плътността, можете просто да умножите специфичното тегло по плътността на водата при съответната температура. Така че сега, ако някога бъдете помолени да изчислите плътността от специфично тегло, вашето междугалактическо пътуване си заслужаваше!

  • Дял
instagram viewer