אם חבר שלך נתן לך כוס אחת של קרח מוצק, ואחר נתן לך כוס אחת של מים נוזליים, איזה מהם כבד יותר?
האינסטינקט שלנו הוא לפעמים לחשוב שמוצקים הם כבדים יותר, אך למעשה מים נוזליים צפופים יותר ממים מוצקים. על ידי ידיעה כיצד לחשב משקל מצפיפות, אנו יכולים לראות במהירות שכוס המים כבדה יותר.
מהי צפיפות?
הצפיפות של חומר כלשהו מספרת לנו עד כמה הוא קומפקטי או פרוש. אנו יכולים לתאר צפיפות נפח, צפיפות מסה או כל סוג אחר של צפיפות.
לדוגמה, מתכנני ערים לעיתים קרובות חושבים על צפיפויות שונות, כגון זמינות דיור או חנויות מכולת, כדי להבין היכן לבנות בניינים מסוימים.
באופן כללי, צפיפות היא בדרך כלל כמות כגון מסה, חלקי שטח או נפח.
לכן צפיפות משקל תתאר כיצד משקל של אובייקט כלשהו מתפזר באזור או נפח כלשהו. סביר יותר שתשתמש בצפיפות מסה, מכיוון שמסה ומשקל קשורים בהאצת כוח הכבידה, אשר יכול להשתנות תלוי איפה אתה נמצא על פני כדור הארץ (ואף יותר מכך אם אתה נמצא אחר כוכב לכת!).
טיפים
צפיפותו של אובייקט מתארת עד כמה הוא קומפקטי. צפיפות משקל מתארת את חלוקת המשקל של האובייקט, באזור או בנפח כלשהו.
דוגמה לנוסחת הצפיפות בכימיה
נניח במעבדה שלנו יש שתי תרכובות: A ו- B. מתחם A הוא כדור שנפחו 30 ס"מ
3 ויש לו מסה של 50 גרם. תרכובת B היא קוביה מושלמת עם דפנות בגודל 6 ס"מ, וצפיפות מסה היא 500 ק"ג / מ '3. מהי הצפיפות של תרכובת A, ואיזו תרכובת כבדה יותר?אנו יכולים לחשב במהירות את צפיפות המסה של תרכובת A:
\ text {צפיפות של A} = \ frac {50 \ text {g}} {30 \ text {cm} ^ 3} = 1.667 \ text {g / cm} ^ 3
אך על מנת להשוות את הצפיפות של A ו- B, עלינו להמיר את הצפיפות באותן יחידות.
להמיר מק"ג / מ"ר3 ל- g / cm3, עלינו להשתמש בהמרות: 1 מ '3 = 1,000,000 ס"מ3 ו- 1 ק"ג = 1000 גרם. לכן, צפיפות המסה של תרכובת B היא 0.5 גרם / ס"מ3. כעת אנו יכולים פשוט להשוות את צפיפות המסה ולהבחין כי תרכובת B פחות צפופה מתרכובת A.
חשבונאות למשקל
כדי לענות מה הכבד יותר, עלינו לחשב את המשקל של כל תרכובת ממסה שלה ותאוצת כוח המשיכה. אנו יודעים שהמסה של תרכובת A, שהיא 0.05 ק"ג, ולכן המשקל שלה בניוטון הוא 0.05 ק"ג × 9.8 מ / ש2= 0.49 N.
אבל עבור תרכובת B, עלינו לחשב את הנפח שהיא תופסת, ואז זה המסה מצפיפות המסה. אנו יכולים לחשב את הנפח של תרכובת B מכיוון שהיא קוביה מושלמת: הנפח הוא (6 ס"מ)3 = 216 ס"מ3.
המשקל של תרכובת B הוא הנפח כפול הצפיפות: 216 ס"מ3 פעמים 0.5 גרם / ס"מ3, או 108 גרם. המשקל הוא אפוא 0.108 ק"ג פעמים 9.8 מ '/ שנ'2, או 1.07 N.
ההבדל בין מסה למשקל
משקל הוא הכמות המתארת את כוח הכובד על האובייקט בשל המסה שלו, ואת האצת הכבידה המקומית. לכן, משקלו של אובייקט יכול להשתנות אם תעבירו אותו מעמק לראש ההר הגבוה, מכיוון שתאוצת הכבידה פוחתת ככל שאנו מתרחקים מליבת כדור הארץ.
מסה, לעומת זאת, יכולה להשתנות רק אם האובייקט משתנה פיזית וחלק מחומר זה מוסר.
חשוב לזכור את ההבדל בין מסה למשקל.