Εάν ο φίλος σας σας έδωσε ένα φλιτζάνι στερεό πάγο και ένας άλλος σας έδωσε ένα φλιτζάνι υγρό νερό, ποιο είναι βαρύτερο;
Το ένστικτό μας είναι μερικές φορές να πιστεύουμε ότι τα στερεά είναι βαρύτερα, αλλά στην πραγματικότητα το υγρό νερό πυκνότερο από το στερεό νερό. Γνωρίζοντας πώς να υπολογίσουμε το βάρος από την πυκνότητα, μπορούμε γρήγορα να δούμε ότι το φλιτζάνι νερό είναι βαρύτερο.
Τι είναι η πυκνότητα;
Η πυκνότητα κάποιας ουσίας μάς λέει πόσο συμπαγής ή απλωμένη είναι. Μπορούμε να περιγράψουμε πυκνότητα όγκου, πυκνότητα μάζας ή οποιοδήποτε άλλο είδος πυκνότητας.
Για παράδειγμα, οι πολεοδόμοι συχνά σκέφτονται διαφορετικές πυκνότητες, όπως διαθεσιμότητα κατοικιών ή παντοπωλεία, για να καταλάβουν πού να χτίσουν ορισμένα κτίρια.
Γενικά, η πυκνότητα είναι συνήθως μια ποσότητα όπως η μάζα, διαιρούμενη με μια περιοχή ή όγκο.
Μια πυκνότητα βάρους επομένως περιγράφει τον τρόπο κατανομής του βάρους κάποιου αντικειμένου σε κάποια περιοχή ή όγκο. Πιθανότατα, θα χρησιμοποιήσετε πυκνότητα μάζας, καθώς η μάζα και το βάρος σχετίζονται με την επιτάχυνση της βαρύτητας, η οποία μπορεί να αλλάξει ανάλογα με το πού βρίσκεστε στην επιφάνεια της Γης (και ακόμη περισσότερο εάν βρίσκεστε σε διαφορετικό σημείο πλανήτης!).
Συμβουλές
Η πυκνότητα ενός αντικειμένου περιγράφει πόσο συμπαγής είναι απλωμένη. Μια πυκνότητα βάρους περιγράφει την κατανομή βάρους του αντικειμένου, σε κάποια περιοχή ή όγκο.
Ένα παράδειγμα του τύπου πυκνότητας στη χημεία
Ας υποθέσουμε ότι το εργαστήριό μας έχει δύο ενώσεις: Α και Β. Η ένωση Α είναι μια μπάλα με όγκο 30 cm3 και έχει μάζα 50 g. Η ένωση Β είναι ένας τέλειος κύβος με πλευρές διαστάσεων 6 cm και πυκνότητα μάζας 500 kg / m3. Ποια είναι η πυκνότητα της ένωσης Α και ποια ένωση είναι βαρύτερη;
Μπορούμε να υπολογίσουμε γρήγορα την πυκνότητα μάζας της ένωσης Α:
\ text {πυκνότητα A} = \ frac {50 \ text {g}} {30 \ text {cm} ^ 3} = 1,667 \ κείμενο {g / cm} ^ 3
Αλλά για να συγκρίνουμε τις πυκνότητες των Α και Β, πρέπει να μετατρέψουμε την πυκνότητα στις ίδιες μονάδες.
Για μετατροπή από kg / m3 έως g / cm3, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τις μετατροπές: 1 m3 = 1.000.000 εκ3 και 1 kg = 1000 g. Επομένως, η πυκνότητα μάζας της ένωσης Β είναι 0,5 g / cm3. Τώρα μπορούμε απλά να συγκρίνουμε τις πυκνότητες μάζας και να παρατηρήσουμε ότι η ένωση Β είναι λιγότερο πυκνή από την ένωση Α.
Λογιστική για το βάρος
Για να απαντήσουμε σε ποιο βαρύ, πρέπει να υπολογίσουμε το βάρος κάθε ένωσης από τη μάζα και την επιτάχυνση της βαρύτητας. Γνωρίζουμε τη μάζα της ένωσης Α, η οποία είναι 0,05 kg, οπότε το βάρος σε Newton είναι 0,05 kg × 9,8 m / s2= 0,49 Ν.
Όμως για την ένωση Β, πρέπει να υπολογίσουμε τον όγκο που καταλαμβάνει, τότε είναι μάζα από την πυκνότητα μάζας. Μπορούμε να υπολογίσουμε τον όγκο της ένωσης B επειδή είναι ένας τέλειος κύβος: ο όγκος είναι (6 cm)3 = 216 εκ3.
Το βάρος της ένωσης Β είναι ο όγκος επί την πυκνότητα: 216 cm3 φορές 0,5 g / cm3ή 108 g. Το βάρος είναι επομένως 0,108 kg φορές 9,8 m / s2, ή 1,07 Ν.
Η διαφορά μεταξύ μάζας και βάρους
Το βάρος είναι η ποσότητα που περιγράφει τη δύναμη της βαρύτητας σε ένα αντικείμενο λόγω της μάζας του και την τοπική επιτάχυνση της βαρύτητας. Επομένως, το βάρος ενός αντικειμένου μπορεί να αλλάξει εάν το μετακινήσετε από μια κοιλάδα στην κορυφή ενός ψηλού βουνού, επειδή η επιτάχυνση της βαρύτητας μειώνεται καθώς απομακρυνόμαστε από τον πυρήνα της Γης.
Η μάζα, ωστόσο, μπορεί να αλλάξει μόνο εάν το αντικείμενο αλλάξει φυσικά και μέρος του υλικού του αφαιρεθεί.
Είναι σημαντικό να θυμόμαστε τη διαφορά μεταξύ μάζας και βάρους.