Архимед създава метода за намиране на плътност чрез използване на изместване на водата. Една история за откритието му включва златната корона на краля, евентуално бижутер и вана. Вярно или не, историята оцелява в една или друга версия поради важността на откритието на Архимед, а не дали бижутерът наистина се е опитал да измами краля.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Изчисляването на плътността използва формулата D = m ÷ v, където D означава плътност, m означава маса и v означава обем. Намерете масата с помощта на везна и използвайте изместване на водата, за да намерите обема на неправилните обекти. Водоизместването работи, тъй като количеството вода, изместено от обект, потопен във вода, е равно на обема на обекта. Ако обект, потопен в градуиран цилиндър, повиши нивото на водата от 40 милилитра до 90 милилитра, промяната на обема от 50 милилитра се равнява на обема на обекта в кубични сантиметри.
Разбиране на плътността
Цялата материя има маса и заема място. Плътността, изчислена стойност, измерва количеството материя в дадено пространство. За да изчислите плътността на даден материал, намерете масата и обема на обекта. Изчислете плътността на обекта, като използвате формулата плътност равна на маса, разделена на обем:
D = \ frac {m} {v}
Намиране на маса
Намирането на маса изисква използването на везна за баланс. Повечето везни на масата балансират непознатия обект спрямо известна маса. Примерите включват тройни лъчеви везни и истински везни, като класическата скала, видяна в пробен кабинет. Електронните везни също могат да бъдат настроени като масови везни. Везните за баня, освен липсата на необходимата степен на точност, измерват теглото, а не масата. Масата измерва количеството материя в даден обект, докато теглото измерва привличането на гравитацията върху масата на обекта.
Намиране на обем
Намирането на обема на правилните геометрични обекти използва стандартни формули. Обемът на кутията е равен например на дължина по ширина по височина. Не всеки обект обаче отговаря на формула. За тези обекти с неправилна форма използвайте метода за изместване на водата, за да намерите обема на обекта.
Водоизместването използва определено свойство на водата: 1 милилитър (съкратено ml) вода заема 1 кубичен сантиметър (cm3) от пространството или обема, когато водата е при стандартна температура (0 ° C) и налягане (1 атмосфера). Обект, напълно потопен във вода, измества или компенсира обем вода, равен на обема на обекта. Така че, ако даден обект измести 62 ml вода, обемът на обекта е равен на 62 cm3.
Методите за използване на изместване на водата за намиране на обем изискват потапяне на обекта в известен обем вода и измерване на промяната в нивото на водата. Ако обектът се побира в градуиран цилиндър или мерителна чашка, можете директно да прочетете измерването. Ако нивото на водата започне от 40 ml и се промени до 90 ml след потапяне на обекта, обемът на обекта е равен на крайния обем вода (90 ml) минус първоначалния обем вода (40 ml) или 50 ml.
Ако обектът не се побира в градуиран цилиндър или мерителна чашка, можете да измерите обема на изместената вода по различни начини. Един метод изисква поставяне на купа в тава или по-голяма купа. Вътрешната купа трябва да е достатъчно голяма, за да потопи напълно предмета. Напълнете вътрешната купа напълно пълна с вода. Внимателно, без да създавате вълни или пръски, плъзнете предмета в купата, оставяйки изместената вода да се разлее в по-голямата купа или тава. Извадете вътрешната купа много внимателно, за да не се разлее допълнително вода. След това измерете обема вода в по-голямата купа. Този обем се равнява на обема на обекта.
Вторият, може би по-практичен метод, също използва купа. Купата трябва да е достатъчно голяма, за да потопи напълно обекта, без да прелива. Започнете, като напълните купата с достатъчно вода, за да покрие напълно предмета. Преди да добавите обекта, маркирайте водната линия в купата. Подобно на градуирания цилиндър, това маркира първоначалния обем вода. След това добавете обекта, като се уверите, че обектът е напълно покрит с вода. Маркирайте тази водна линия на купата. Сега внимателно извадете предмета от водата.
В този момент трябва да се определи промяната в обема на водата. Един метод измерва количеството вода, необходимо за повишаване на нивото на водата от началната линия за обем до крайната линия за обем. Този обем се равнява на обема на обекта. Втори метод измерва количеството вода, използвано за запълване на купата, до първия ред, след което измерва количеството вода, необходимо за напълване на купата, до втория ред. Използвайки формулата краен обем минус първоначален обем (vе - vi) дава обема на обекта. Ако първоначалният обем на водата е равен на 900 ml вода, а крайният обем на водата е равен на 1250 ml, обемът на обекта е 1250 - 900 = 350 ml, което означава, че обемът на обекта е равен на 350 cm3.
Намиране на плътност
След като измервате масата и обема на даден обект, намирането на плътността изисква въвеждане на измерванията във формулата на плътността. Например, ако измерената маса е равна на 875 g, а измереният обем е равен на 350 cm3, тогава формулата на плътността става:
D = \ frac {875} {350} = 2,50
2,50 грама на кубични сантиметри, обикновено се изписва като 2,50 g / cm3.