Come calcolare il peso della sabbia

La sabbia è un mix di diversi tipi di minerali, che sono stati consumati nel tempo dal vento e dall'acqua. Le proprietà della sabbia cambiano a seconda della parte del mondo in cui si trova. La sabbia è spesso composta da piccolissimi pezzi di minerali come quarzo o gesso, ma può anche avere piccoli pezzi di materiale organico come conchiglie.

Per calcolare il peso unitario della sabbia, abbiamo bisogno di conoscere alcune informazioni, come il volume di un'unità di sabbia, la composizione della sabbia e le densità di massa di ciascun componente. Un calcolatore del peso della sabbia prenderebbe quindi in considerazione la composizione della sabbia, per calcolare un peso unitario.

• Per calcolare il peso della sabbia, è necessario determinare il volume di ciascun minerale nella sabbia, moltiplicare il volume per la densità di massa. Quindi puoi moltiplicare le masse di ciascun minerale componente per l'accelerazione di gravità locale, per determinare il peso della sabbia.

Facciamo un esempio per determinare un peso unitario di sabbia, se definiamo un'unità come un metro cubo di sabbia.

Poiché la sabbia è composta da diversi tipi di minerali, dobbiamo determinare la composizione percentuale di ciascun minerale nella sabbia.

Prendiamo la sabbia verde, che si trova a Papakolea Beach alle Hawaii. È in gran parte composto da piccoli pezzi di olivina mescolati con una piccola quantità di basalto. Per questo rapido esempio, stimiamo che un metro cubo di sabbia verde sia circa il 92% di olivina e l'8% di basalto. Ciò significa che ci sono 0,92 metri cubi di olivina e 0,08 metri cubi di basalto, nella nostra unità di sabbia.

Successivamente, abbiamo bisogno della densità di massa di entrambi i minerali, che ci dirà la massa di ciascun minerale nel volume che occupa. La densità di massa media dell'olivina è di circa 3,8 g/cm³e la densità di massa media del basalto è di circa 3,0 g/cm³.

La massa di ciascun componente è il volume di ciascuno moltiplicato per la sua densità. Ma non dimenticare di controllare le unità e convertirle quando necessario!

La massa dell'olivina è

In chilogrammi, abbiamo 3.496 kg.

Allo stesso modo, per il basalto,

In chilogrammi, la massa totale della miscela di olivina e basalto è di 3.736 kg.

Il peso è tecnicamente la massa moltiplicata per l'accelerazione di gravità: 3.736 kg×9,8 m/s² = 36.612,8 N. In tonnellate (9806,65 N = 1 tonnellata), si tratta di circa 3,7 tonnellate di sabbia.

In molti casi avrai davvero bisogno della massa della sabbia, ma puoi sempre convertirla in peso (la forza dovuta alla gravità terrestre che agisce sulla massa) moltiplicando per 9,8 m/s² accelerazione dovuta alla forza di gravità.

Poiché la sabbia è un termine generico che descrive una sostanza composta da piccoli granelli di diversi materiali, potremmo applicare il metodo di cui sopra a qualsiasi sostanza simile.

Le informazioni generali necessarie per calcolare la massa o il peso di una sostanza sono:

1. Quali sono i materiali costitutivi della sostanza? Nell'esempio della sabbia, abbiamo ipotizzato che fosse una miscela di minerali olivina e basalto. Per altri tipi di sabbia, potresti avere miscele di quarti, gesso o silice.
2. Qual è la percentuale volumetrica di ciascun materiale costituente in un'unità della sostanza? Queste potrebbero essere informazioni che puoi stimare o che potrebbero essere fornite.
3. Quali sono le densità di massa (o peso specifico) dei materiali costituenti?
4. Dal volume e dalle densità di massa, determinare la massa di ciascun materiale. Somma le masse per ottenere la massa totale della sostanza, che è proporzionale al peso totale.

Questo metodo può essere generalizzato anche ad altri tipi di sostanze e solidi, nonché liquidi e gas.