Teeskle, et oled tulnukas, kes maandus just siia kaugelt planeedilt ja avastas maaelanikke arutamas nn kontseptsiooni erikaal. Kui teil oli juurdepääs tüüpilisele Maa sõnaraamatule (ja kui siia jõudmiseks reisisite palju triljoneid miile, leidsite tõenäoliselt aega kohalike keelte ülevaatamiseks ja kombed) ja otsis neid sõnu iseseisvalt, oleks aus, kui eeldaksite, et see on seotud massiivse eseme teatud liiki tõmbega.
Selle asemel õpiksite kiiresti, see termin on palju rohkem seotud tuntud kogusega, mida nimetatakse tihedus kui see on seotud gravitatsiooniga, ehkki on olemas mitte triviaalne seos. Põhjus, miks see termin füüsikateaduses üldse eksisteerib, tuleneb nende tohutust ulatusest selle ühe likviidse ressursi rakendusi, mis on nii rikkalikum kui ka elutähtsam kui ükski teine Maa: vesi.
Mass ja maht on määratletud
Mass (lühendatud m füüsika võrrandites) on füüsika põhikogus, mis tähistab aine olemasolu. Üks viis aine kaalumiseks on see, et tal on inerts; teine on see, et gravitatsioon toimib masside, kuid mitte massita footonite või valguse "pakettide" kiirendamiseks (see pisike, kuid see on tõesti märgatav ainult mustade aukude läheduses, kus on relativistlikud mõjud oluline). SI (meetriline) ühik on
kilogramm (kg).Köide (V) tähistab korrapärases või ebaregulaarses vormis suletud kolmemõõtmelise ruumi hulka. See põhineb pikkuse põhiühikul meeter (m). Kuna vaja on kolme mõõdet, on vastav standardne mahuühik kuupmeetrites (m3).
Mass vs. Kaal
Sa just õppisid, et gravitatsioon mõjutab masse. Kui see juhtub, loob see jõu, mida Maal nimetatakse kaaluks. Raskuskiirenduse väärtus g Maa pinnal on 9,8 m / s2, nii et 10 kg massi kaal oleks 10 kg × 9,8 m / s2 = 98 kg m / s2. Seda üksust nimetatakse a njuuton (N).
Kui kaalute objekti, tagastab see naela või kilogrammi, mis esindama kaaluühikud. Tegelikult mõõdab skaala kuvatud kilogrammide arvu kaal Maal aga tulemuse teile massina rääkimine. See tähendab, et massi ja kaalu eristamist arvestatakse Maa igapäevaste skaalade konstrueerimisel.
Tihedus ja erikaal
Tihedus (tähistatud ρ, kreeka täht rho) on lihtsalt massiga jagatud maht koos vastavate ühikutega. Sümbolites:
ρ = \ frac {m} {V}
Oluline on see, et massiühik valiti algselt nii, et see vastaks sellele, kui palju sellest oli mahus 1 L (1000 ml või samaväärselt 1000 kuupsentimeetrit) vett. Pange tähele, et 1 L on ainult 1/1000 m3, nii et viimast üksust, kuigi see on "standard", ei kasutata laborikatsetes sageli. Seega 1 kg vett = "täpselt" 1 L mahust.
Selle probleemiks on see, et vee tihedus kõigub veidi vahemikus temperatuurid külmumise ja keemise vahel, seega pole see väärtus tegelikult konstantne ja on ainult väga 1.000 lähedal.
Tihedus erikaalu muundamiseks
Erikaal (SG) on palju lihtsam kui teie ja teie tulnukate sõbrad eeldasid: see on lihtsalt antud objekti tiheduse suhe veetihedusse kindlal temperatuuril. Erikaalul pole ühikuid. Selle kasulikkus seisneb selles, et mõne objekti tihedus muutub temperatuuri järgi teistmoodi kui vee oma, seega võimaldab SG kasutamine väikest parandustegurit.
Näide: Oletame, et teil on rauaproov, mille loetletud tihedus on 7850 kg / m3. Milline on raua erikaal keskkonnas, kus ρvesi = 997 kg / m3?
Lahendamiseks jagate lihtsalt 7850 kg / m3 997 kg / m3 saada:
\ begin {joondatud} SG & = \ frac {7850 \ text {kg / m} ^ 3} {997 \ text {kg / m} ^ 3} \\ & = 7873 \ end {joondatud}
Ja vastupidi, kui vajate tiheduse kalkulaatorit, saate selle tiheduse korrutada vastava temperatuuri vee tihedusega. Nii et nüüd, kui teil palutakse kunagi tihedust arvutada erikaalult, oli teie galaktikate vaheline reis seda väärt!