Kepadatan adalah karakteristik yang berguna. Setiap bahan memiliki densitas karakteristik, dan tidak ada yang sama, sehingga Anda dapat menggunakan densitas sebagai metode identifikasi. Begitulah cara Archimedes berhasil menentukan apakah mahkota yang diberikan raja kepadanya terbuat dari emas atau tidak.
Massa jenis didefinisikan sebagai massa per satuan volume, yang berarti jika Anda ingin menghitung massa jenis sesuatu, Anda harus mengukur massanya, lalu menghitung volumenya. rumus densitasnya adalah
\rho = \frac{m}{V}
dimanaρadalah kepadatan,sayaadalah massa danVadalah volume bahan.
Perhitungan volume mudah untuk angka biasa, seperti kubus, kotak persegi panjang dan piramida, karena yang perlu Anda lakukan hanyalah mengukur dimensi dan menggunakan rumus. Itu juga berlaku untuk bola.
Cara Menghitung Volume Bola
Rumus volume bola adalah 4/3 ×r3, dimanaradalah jari-jari bola. Itu cukup mudah, kecuali dalam praktiknya, mungkin sulit untuk mengukur jari-jarinya. Bahkan jika Anda memiliki proyeksi bola 2D berskala untuk dikerjakan, masih sulit untuk menentukan pusatnya.
Biasanya lebih mudah untuk mengukur diameter, yang sama dengan dua kali jari-jari. Ini berartir = d/2, jadi setelah melakukan aritmatika, Anda dapat menulis ulang rumus volume dalam hal diameter dengan cara ini:
V = \frac{1}{6} × d^3
Massa Bola vs. Bobot
Selalu ada sedikit kebingungan antara massa dan berat. Massa, yang merupakan kuantitas yang Anda butuhkan untuk menentukan kepadatan, adalah resistensi inersia yang melekat pada tubuh terhadap perubahan gerakan, tetapi berat adalah gaya yang diberikan oleh gravitasi pada tubuh. Massa dapat diukur dalam kilogram, tetapi berat diukur dalam newton. Dalam sistem imperial, satuan massa adalah siput, sedangkan berat diukur dalam pound.
Konvensinya adalah menimbang benda dalam kilogram dalam sistem SI, yang merupakan satuan massa, dan dalam pound dalam sistem kekaisaran, yang merupakan satuan berat. Saat melakukan pengukuran di permukaan Bumi, biasanya aman untuk mengabaikan perbedaan ini, tetapi tidak di ruang angkasa, di mana gaya gravitasinya berbeda.
Menghitung Densitas Bola
Setelah Anda menimbang bola yang dimaksud, Anda memiliki nilai untuksaya. Sekarang yang harus Anda lakukan adalah menghitung volumenya (V), yang dapat Anda lakukan jika Anda mengukur diameternya,d. rumus densitasnya adalahρ = saya/V, dan Anda dapat mengatur ulang rumus volume ini untuk menyatakan hubungan dalam hald:
\begin{aligned} \rho &= \frac{m}{(1/6) × d^3}\\ &=\frac{6m}{πd^3} \end{aligned}
Menggunakan Massa Jenis untuk Menghitung Massa atau Volume Bola
Misalkan Anda memiliki bola meriam yang seluruhnya terbuat dari besi. Anda dapat mencari massa jenis besi dalam sebuah tabel: 7,8 g/cm3. Anda menimbang bola meriam dan menemukan beratnya 20 lbs. Anda sekarang memiliki informasi yang cukup untuk menghitung volumenya, jadi atur ulang rumus kerapatan untuk menyelesaikan V:V = saya/ρ.
Hanya ada satu masalah. Massa jenis dalam satuan metrik CGS dan berat dalam satuan imperial. Bergantung pada apakah Anda menginginkan volume dalam satuan metrik atau imperial, Anda dapat mengubah berat menjadi kilogram atau Anda dapat mencari densitas dalam pound per inci kubik. Gunakan salah satu dari konversi ini:
1 \;\text{lb} = 0,45359 \;\text{kg, jadi } 20 \;\text{lbs} = 9,07 \;\text{kg} \\ 7.8 \;\text{g/cm}^3 = 0,28 \;\text{lb/in}^3
Atau, Anda dapat menghitung berat (massa) bola meriam jika Anda dapat mengukur diameternya. Gunakan rumus ini:
m = \frac{1}{6}\rhoπd^3