घनत्व से विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण की गणना कैसे करें

बहाना करें कि आप एक एलियन हैं जो अभी-अभी एक दूर के ग्रह से यहां आए हैं और एक अवधारणा पर चर्चा करते हुए पृथ्वीवासियों की खोज की है। विशिष्ट गुरुत्व। यदि आपके पास एक विशिष्ट अर्थ डिक्शनरी तक पहुंच है (और यदि आपने यहां पहुंचने के लिए कई खरब मील की यात्रा की है, तो संभवतः आपने स्थानीय भाषाओं की समीक्षा करने के लिए समय निकाला और रीति-रिवाजों) और इन शब्दों में से प्रत्येक को स्वतंत्र रूप से देखा, तो आपके लिए यह मान लेना उचित होगा कि इसका किसी विशाल वस्तु से एक विशेष प्रकार के खिंचाव से कुछ लेना-देना था।

इसके बजाय, आप जल्दी से सीखेंगे, इस शब्द का परिचित मात्रा से कहीं अधिक संबंध है जिसे कहा जाता है घनत्व गुरुत्वाकर्षण के साथ क्या करना है, हालांकि एक गैर-तुच्छ संबंध है। भौतिक विज्ञान में इस शब्द के मौजूद होने का कारण. की विशाल सीमा है उस एक तरल संसाधन के अनुप्रयोग जो किसी भी अन्य की तुलना में अधिक भरपूर और अधिक महत्वपूर्ण दोनों हैं पृथ्वी: जल।

द्रव्यमान (संक्षिप्त) म भौतिकी समीकरणों में) भौतिकी में एक मौलिक मात्रा है जो पदार्थ के अस्तित्व को दर्शाती है। पदार्थ पर विचार करने का एक तरीका यह है कि इसमें जड़ता है; दूसरा यह है कि गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान को तेज करने के लिए कार्य करता है, लेकिन द्रव्यमान रहित फोटॉन या प्रकाश के "पैकेट" नहीं (यह करता है a थोड़ा सा, लेकिन यह केवल ब्लैक होल के आसपास के क्षेत्र में ही ध्यान देने योग्य है, जहां सापेक्ष प्रभाव हैं महत्वपूर्ण)। एसआई (मीट्रिक) इकाई है

आयतन (वी) नियमित या अनियमित रूप में बंद त्रि-आयामी स्थान की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। यह लंबाई की मूलभूत इकाई पर आधारित है, मीटर (एम). चूँकि तीन आयामों की आवश्यकता होती है, आयतन की संगत मानक इकाई मीटर क्यूब (m .) है³).

आपने अभी सीखा कि गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान को प्रभावित करता है। जब ऐसा होता है, तो यह एक बल बनाता है, जिसे पृथ्वी पर भार कहा जाता है। गुरुत्वीय त्वरण का मान जी पृथ्वी की सतह पर 9.8 m/s. है², इसलिए 10 किग्रा के द्रव्यमान का भार 10 किग्रा × 9.8 मी/से. होगा² = 98 किग्रा मी/से². इस इकाई को कहा जाता है a न्यूटन (एन).

जब आप किसी वस्तु का वजन करते हैं, तो वह पाउंड या किलोग्राम में एक संख्या लौटाती है, जो का प्रतिनिधित्व वजन इकाइयों। वास्तव में, पैमाना माप रहा है पृथ्वी पर प्रदर्शित किलोग्राम की संख्या का वजन लेकिन आपको परिणाम एक द्रव्यमान के रूप में बता रहा है। यही है, द्रव्यमान-बनाम-वजन भेद को हर रोज पृथ्वी के तराजू के निर्माण में शामिल किया गया है।

घनत्व (द्वारा चिह्नित ρ, ग्रीक अक्षर rho) संबंधित इकाइयों के साथ बस द्रव्यमान विभाजित मात्रा है। प्रतीकों में:

महत्वपूर्ण रूप से, द्रव्यमान की इकाई को मूल रूप से इस बात के अनुरूप चुना गया था कि इसमें से कितना 1 एल (1,000 एमएल, या समकक्ष, 1,000 क्यूबिक सेंटीमीटर) पानी की मात्रा के पास था। ध्यान दें कि 1 L, m. का केवल 1/1000वां है³, इसलिए बाद की इकाई, जबकि "मानक" का प्रयोग अक्सर प्रयोगशाला प्रयोगों में नहीं किया जाता है। इस प्रकार 1 किलो पानी = "बिल्कुल" 1 लीटर मात्रा।

इसके साथ समस्या यह है कि पानी के घनत्व में की सीमा में थोड़ा उतार-चढ़ाव होता है ठंड और उबलने के बीच का तापमान, इसलिए यह मान वास्तव में स्थिर नहीं है और केवल बहुत है 1.000 के करीब।

विशिष्ट गुरुत्व (एसजी) आपके और आपके विदेशी मित्रों की अपेक्षा बहुत सरल है: यह किसी दिए गए वस्तु के घनत्व का पानी के घनत्व का अनुपात है एक विशिष्ट तापमान पर. विशिष्ट गुरुत्व की कोई इकाई नहीं होती है। इसकी उपयोगिता इस तथ्य में निहित है कि कुछ वस्तुओं का घनत्व तापमान के साथ पानी की तुलना में अलग तरीके से बदलता है, इसलिए एसजी का उपयोग करने से एक छोटे सुधार कारक की अनुमति मिलती है।

उदाहरण: मान लें कि आपके पास लोहे का एक नमूना है, जिसका सूचीबद्ध घनत्व 7,850 किलोग्राम/वर्ग मीटर है³. ऐसे वातावरण में लोहे का विशिष्ट गुरुत्व क्या है जहाँ ρ_पानी = 997 किग्रा/एम³?

हल करने के लिए, आप केवल 7,850 किग्रा/वर्ग मीटर विभाजित करें³ 997 किग्रा / मी से³ पाने के लिए:

इसके विपरीत, यदि आपको घनत्व कैलकुलेटर के लिए एक विशिष्ट गुरुत्व की आवश्यकता है, तो आप संबंधित तापमान पर पानी के घनत्व से विशिष्ट गुरुत्व को गुणा कर सकते हैं। तो अब, यदि आपको कभी विशिष्ट गुरुत्व से घनत्व की गणना करने के लिए कहा जाता है, तो आपकी अंतरिक्ष यात्रा इसके लायक थी!