Προσποιηθείτε ότι είστε ένας εξωγήινος που μόλις προσγειώθηκε από έναν μακρινό πλανήτη και ανακάλυψε τους Γη που συζητούν μια ιδέα που ονομάζεται ειδικό βάρος. Εάν είχατε πρόσβαση σε ένα τυπικό γήινο λεξικό (και αν ταξιδεύατε πολλά τρισεκατομμύρια μίλια για να φτάσετε εδώ, πιθανώς αφιερώσατε χρόνο για να διαβάσετε τις τοπικές γλώσσες και έθιμα) και κοίταξα κάθε μια από αυτές τις λέξεις ανεξάρτητα, θα ήταν δίκαιο να υποθέσετε ότι είχε σχέση με ένα συγκεκριμένο είδος έλξης από ένα τεράστιο αντικείμενο.
Αντ 'αυτού, θα μάθετε γρήγορα, ο όρος έχει πολύ περισσότερο να κάνει με τη γνωστή ποσότητα που ονομάζεται πυκνότητα από ό, τι έχει να κάνει με τη βαρύτητα, αν και υπάρχει μια ασήμαντη σύνδεση. Ο λόγος που ο όρος υπάρχει ακόμη και στη φυσική επιστήμη είναι λόγω του τεράστιου εύρους εφαρμογές αυτού του ενός υγρού πόρου που είναι τόσο πιο άφθονος και πιο ζωτικός από οποιονδήποτε άλλο Γη: νερό.
Καθορισμένη μάζα και όγκος
Μάζα (συντομογραφία Μ στις εξισώσεις φυσικής) είναι μια θεμελιώδης ποσότητα στη φυσική που υποδηλώνει την ύπαρξη της ύλης. Ένας τρόπος να εξεταστεί η ύλη είναι ότι έχει αδράνεια. Ένα άλλο είναι ότι η βαρύτητα δρα για να επιταχύνει τις μάζες, αλλά όχι τα μαζικά φωτόνια, ή "πακέτα" φωτός (κάνει μικροσκοπικό, αλλά αυτό είναι πραγματικά αισθητό μόνο κοντά στις μαύρες τρύπες, όπου υπάρχουν σχετικιστικά αποτελέσματα σπουδαίος). Η μονάδα SI (μετρική) είναι η
κιλό (kg).Ενταση ΗΧΟΥ (Β) αντιπροσωπεύει μια ποσότητα κλειστού τρισδιάστατου χώρου σε κανονική ή ακανόνιστη μορφή. Βασίζεται στη θεμελιώδη μονάδα μήκους, το μέτρο (μ). Δεδομένου ότι απαιτούνται τρεις διαστάσεις, η αντίστοιχη τυπική μονάδα όγκου είναι μέτρα σε κύβους (m3).
Μάζα εναντίον Βάρος
Μόλις μάθατε ότι η βαρύτητα επηρεάζει τις μάζες. Όταν συμβαίνει αυτό, δημιουργεί μια δύναμη, η οποία στη Γη αναφέρεται ως βάρος. Η τιμή της επιτάχυνσης της βαρύτητας σολ στην επιφάνεια της Γης είναι 9,8 m / s2, έτσι μια μάζα 10 kg θα έχει βάρος 10 kg × 9,8 m / s2 = 98 kg m / s2. Αυτή η μονάδα ονομάζεται a Νιούτον (Ν).
Όταν ζυγίζετε ένα αντικείμενο, επιστρέφει έναν αριθμό σε λίρες ή κιλά, το οποίο εκπροσωπώ μονάδες βάρους. Στην πραγματικότητα, η κλίμακα μετρά το βάρος του εμφανιζόμενου αριθμού κιλών στη Γη αλλά λέγοντας το αποτέλεσμα ως μάζα. Δηλαδή, η διάκριση μάζας-βάρους συνυπολογίζεται στην κατασκευή των καθημερινών ζυγών της Γης.
Πυκνότητα και ειδικό βάρος
Πυκνότητα (συμβολίζεται με ρ, το ελληνικό γράμμα rho) είναι απλά μαζικά διαιρεμένος τόμος, με αντίστοιχες μονάδες. Σε σύμβολα:
ρ = \ frac {m} {V}
Σημαντικά, η μονάδα μάζας επιλέχθηκε αρχικά για να αντιστοιχεί σε πόση της κατέχεται από όγκο 1 L (1.000 mL, ή ισοδύναμα, 1.000 κυβικά εκατοστά) νερού. Σημειώστε ότι το 1 L είναι μόνο 1 / 1000th του m3, επομένως η τελευταία μονάδα, ενώ η «τυπική», δεν χρησιμοποιείται συχνά σε εργαστηριακά πειράματα. Έτσι 1 κιλό νερό = "ακριβώς" 1 λίτρο όγκου.
Το πρόβλημα με αυτό είναι ότι η πυκνότητα του νερού κυμαίνεται ελαφρώς στο εύρος των θερμοκρασίες μεταξύ κατάψυξης και βρασμού, οπότε αυτή η τιμή δεν είναι στην πραγματικότητα σταθερή και είναι μόνο πολύ κοντά στο 1.000.
Πυκνότητα σε συγκεκριμένη μετατροπή βαρύτητας
Η συγκεκριμένη βαρύτητα (SG) είναι πολύ απλούστερη από ό, τι αναμένατε εσείς και οι ξένοι φίλοι σας: Είναι ακριβώς ο λόγος της πυκνότητας ενός δεδομένου αντικειμένου προς την πυκνότητα του νερού σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Το ειδικό βάρος δεν έχει μονάδες. Η χρησιμότητά του έγκειται στο γεγονός ότι η πυκνότητα ορισμένων αντικειμένων αλλάζει με τη θερμοκρασία με διαφορετικό τρόπο από ό, τι το νερό, οπότε η χρήση SG επιτρέπει έναν μικρό παράγοντα διόρθωσης.
Παράδειγμα: Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα δείγμα σιδήρου, το οποίο έχει αναγραφόμενη πυκνότητα 7.850 kg / m3. Ποιο είναι το ειδικό βάρος του σιδήρου σε ένα περιβάλλον όπου ρνερό = 997 kg / m3?
Για να επιλύσετε, διαιρέστε μόνο 7.850 kg / m3 κατά 997 kg / m3 να πάρω:
\ begin {aligned} SG & = \ frac {7850 \ text {kg / m} ^ 3} {997 \ text {kg / m} ^ 3} \\ & = 7873 \ τέλος {στοίχιση}
Αντιστρόφως, εάν χρειάζεστε έναν ειδικό υπολογισμό βαρύτητας προς πυκνότητα, μπορείτε απλώς να πολλαπλασιάσετε το συγκεκριμένο βάρος με την πυκνότητα του νερού στη σχετική θερμοκρασία. Τώρα λοιπόν, εάν σας ζητηθεί ποτέ να υπολογίσετε την πυκνότητα από συγκεκριμένο βάρος, το διαγαλαξιακό σας ταξίδι αξίζει τον κόπο!