Η πυκνότητα είναι το μέτρο της μάζας ενός υλικού ανά μονάδα όγκου, που χρησιμοποιείται σε πολλές πτυχές της επιστήμης, της μηχανικής και της βιομηχανίας. Η πυκνότητα μπορεί να υπολογιστεί διαιρώντας τη μάζα ενός αντικειμένου με τον όγκο του. Δεδομένου ότι διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικές πυκνότητες, η μέτρηση της πυκνότητας ενός αντικειμένου μπορεί να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε ποια υλικά βρίσκονται σε αυτό. Η εύρεση της πυκνότητας ενός μεταλλικού δείγματος μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό της καθαρότητάς του.
Άμεση μέτρηση μάζας και όγκου
Κατά τη μέτρηση υγρών και στερεών σε κανονικό σχήμα, η μάζα και ο όγκος μπορούν να ανακαλυφθούν με άμεση μέτρηση και αυτές οι δύο μετρήσεις μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της πυκνότητας. Χρησιμοποιώντας μια ισορροπία, καθορίστε και καταγράψτε τη μάζα ενός αντικειμένου σε γραμμάρια. Χρησιμοποιώντας δαγκάνα ή χάρακα βερνιέρου, μετρήστε το μήκος, το βάθος και το πλάτος του αντικειμένου σε εκατοστά. Πολλαπλασιάστε αυτές τις τρεις μετρήσεις για να βρείτε τον όγκο σε κυβικά εκατοστά. Διαιρέστε τη μάζα του αντικειμένου με τον όγκο του για να προσδιορίσετε την πυκνότητά του. Η πυκνότητα εκφράζεται σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό ή γραμμάρια ανά χιλιοστόλιτρο.
Για παράδειγμα, παρακολουθήστε το παρακάτω βίντεο:
Έμμεση μέτρηση όγκου
Για τον υπολογισμό της πυκνότητας των στερεών με ακανόνιστες επιφάνειες, ο όγκος πρέπει να προσδιορίζεται με άλλη μέθοδο. Αντί να μετράτε άμεσα την επιφάνεια, χρησιμοποιήστε έναν διαβαθμισμένο κύλινδρο για να βρείτε τον όγκο του αντικειμένου. Ρίξτε νερό στον βαθμονομημένο κύλινδρο μέχρι να φτάσει σε ένα γνωστό επίπεδο. Αυτό το επίπεδο μπορεί να μετρηθεί με τα σημάδια στην επιφάνεια του κυλίνδρου, τα οποία εμφανίζουν τον όγκο του νερού σε χιλιοστόλιτρα. Προσθέστε το αντικείμενο στο νερό και καταγράψτε τη νέα στάθμη νερού. Η διαφορά μεταξύ της νέας στάθμης νερού και της αρχικής στάθμης θα είναι ο όγκος του αντικειμένου. Αυτή η μέτρηση γίνεται σε χιλιοστόλιτρα, τα οποία είναι εναλλάξιμα με κυβικά εκατοστά. Μόλις προσδιοριστεί ο όγκος, εφαρμόστε την ίδια εξίσωση όπως παραπάνω.
Εκτιμώμενη πυκνότητα χρησιμοποιώντας την Αρχιμήδη Αρχή.
Η αρχή του Αρχιμήδη δηλώνει ότι η εμβάπτιση ενός σώματος σε ένα δεδομένο υγρό θα παράγει μια επιπλέουσα δύναμη που ενεργεί πάνω του. Αυτή η δύναμη θα είναι ίση με το βάρος του εκτοπισμένου υγρού. Ένα αντικείμενο άγνωστης πυκνότητας είτε θα επιπλέει είτε θα βυθίζεται μέσα σε ένα δεδομένο ρευστό ανάλογα με την πυκνότητα αυτού του υγρού σε σχέση με το αντικείμενο. Για να προσδιορίσετε κατά προσέγγιση πόσο πυκνό είναι ένα αντικείμενο, τοποθετήστε το σε διάφορα υγρά γνωστής πυκνότητας και παρατηρήστε το αποτέλεσμα. Εάν βυθιστεί, είναι πιο πυκνό από το υγρό. Εάν επιπλέει, είναι λιγότερο πυκνό.