Pokud znáte jeho objem a hustotu, můžete určit hmotnost plastového předmětu, aniž byste jej vážili.Hmotnostse často používá zaměnitelně sHmotnostv každodenním jazyce, ale ve skutečnosti se liší.Hmotnostje množství hmoty v objektu a je to odpor objektu vůči zrychlení.
Hmotnost je konstantní bez ohledu na její polohu, takže astronaut s hmotností 100 kg na Zemi má stejnou hmotnost na Měsíci.Hmotnost, je však síla na hmotu pod vlivem gravitace a je dána vztahem:
\ text {weight} = \ text {mass} \ times \ text {gravitační zrychlení}
V metrickém systému má hmotnost jednotky Newtonů (N).
Na povrchu Země je gravitační zrychleníG, což je 9,81 m / s2. Na Měsíci je gravitační zrychlení pouze šestinové oproti Zemi a je 1,64 m / s2.
Protože hmotnost se mění podle místního gravitačního pole, má astronaut s hmotností 100 kg hmotnost 981 N na Zemi, ale pouze 164 N na Měsíci. V hlubokém vesmíru, mimo gravitaci jakýchkoli astronomických těles, by měl astronaut váhu 0 N, což je stav, který se lidově nazývábeztíže.
Jak určit objem
Objemje množství prostoru, který objekt zabírá. Je možné vypočítat objem běžného tělesa, jako je krychle, měřením jeho rozměrů, ale tato metoda by byla obtížná pro objekty nepravidelného tvaru. Místo toho můžeme objekt ponořit do vody a použít skutečnost, že objem vytlačené vody se rovná objemu ponořeného objektu.
Co je to hustota?
Thehustota hmotyobjektu, jednoduše nazvanéhohustota, je jehohmotnost děleno objemem. Hustotu obvykle představuje řecké písmenorho (ρ) a je dán rovnicí:
\ rho = \ frac {m} {v}
Tadymje hmotnost objektu aprotije jeho objem. V metrickém systému má hustota jednotky kilogramů na metr krychlový (kg / m3) nebo gramů na centimetr krychlový (g / cm)3).
Pokud znáte hustotu objektu, přeuspořádáním rovnice hustoty získáte výraz pro výpočet jeho hmotnosti:
m = \ rho v
Jakmile znáte hmotnost, můžete vypočítat hmotnost.
Experimentálně určete hmotnost
1. Získejte kousek plastu.Určete typ plastu, který testujete, a vyhledejte jeho hmotnostní hustotu.
2. Změřte objem vzorku.Naplňte velký odměrný válec vodou na hladinu 500 ml. Kousek plastu zcela ponořte do vody.
Mnoho plastů je méně hustých než voda a budou plavat. V takovém případě umístěte na dno válce těžkou váhu jako kovovou matici a potom přidejte vodu na hladinu 500 ml. Sejměte závaží a připevněte jej ke vzorku z umělé hmoty krátkou délkou závitu. Umístěte je společně do vody, aby byl kousek plastu zcela ponořen.
Objem závaží byl zahrnut, když byl válec kalibrován vodou na úrovni 500 ml, takže závaží neovlivní měření. Rozdíl mezi novou a původní hladinou vody je objem objektu. Pamatujte, že jeden mililitr (ml) se rovná jednomu kubickému centimetru (cm)3).
3. Vypočítejte hmotnost pomocí rovnice hustoty. Hmotnost plastu je hustota vynásobená objemem:m = ρ × proti. Zaznamenejte hmotnost v kilogramech.
4. Vypočítejte hmotnost s gravitačním zrychlením.Ujistěte se, že v metrickém systému používáte správné jednotky. Hmotnost (N) = hmotnost (kg) × gravitační zrychlení (m / s2).
Příklad: Výpočet hmotnosti akrylu
Pokud chcete určit hmotnost kusu akrylového plastu, známého také jako plexisklo, lucite nebo akrylát (všechny názvy chráněné ochrannou známkou), postupujte podle kroků popsaných v předchozí části:
Krok 1:Získejte kousek plastu.Vystřihněte vzorek akrylu. Hustota akrylu je 1,18 g / cm3.
Krok 2:Změřte objem vzorku.Pokud hladina vody po ponoření plastu do odměrného válce vzrostla na 550,0 ml, pak je její objem 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml nebo 50,0 cm3.
Krok 3:Vypočítejte hmotnost pomocí rovnice hustoty.Hmotnost kousku plastu = hustota × objem = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Krok 4:Vypočítejte hmotnost s gravitačním zrychlením. Hmotnost (N) = hmotnost (kg) × gravitační zrychlení (m / s2). Na Zemi by hmotnost byla 0,059 kg × 9,81 m / s2 = 0,58 N.
