אם ידוע לכם על נפחו וצפיפותו, תוכלו לקבוע את משקלו של חפץ פלסטי מבלי לשקול אותו.מִשׁקָלמשמש לעתים קרובות להחלפה עםמסהבשפה יומיומית אבל למעשה הם שונים.מסההוא כמות החומר באובייקט והיא ההתנגדות של אובייקט לתאוצה.
המסה קבועה ללא קשר למיקומה, ולכן לאסטרונאוט בעל מסה של 100 ק"ג על כדור הארץ יש אותה מסה על הירח.מִשׁקָלעם זאת, הכוח על מסה בהשפעת כוח המשיכה וניתן על ידי היחסים:
\ text {weight} = \ text {mass} \ times \ text {תאוצה בגלל כוח המשיכה}
במערכת המטרית משקל כולל יחידות ניוטון (N).
על פני כדור הארץ תאוצת הכבידה היאז, שזה 9.81 מ 'לשנייה2. על הירח תאוצה הכבידה היא רק שישית מזו של כדור הארץ והיא 1.64 מ '/ ש'2.
מכיוון שמשקל משתנה עם שדה הכבידה המקומי, לאסטרונאוט בעל משקל של 100 ק"ג משקל של 981 נ 'בכדור הארץ, אך רק 164 נ' על הירח. בחלל העמוק, הרחק מכוח המשיכה של גופים אסטרונומיים כלשהם, יהיה לאסטרונאוט משקל של 0 N, מצב שמכונה בדרך כללחוסר משקל.
כיצד לקבוע נפח
כרךהוא כמות החלל שתופס אובייקט. ניתן לחשב את נפח המוצק הרגיל, כמו קוביה, על ידי מדידת מידותיו, אך שיטה זו תהיה קשה לחפצים בעלי צורה לא סדירה. במקום זאת, אנו יכולים להטביע את האובייקט במים ולהשתמש בעובדה שנפח המים העקורים שווה לנפח האובייקט השקוע.
מהי צפיפות?
הצפיפות מסהשל אובייקט, פשוט נקראצְפִיפוּת, זה זהמסה חלקי נפח. צפיפות מיוצגת בדרך כלל על ידי האות היווניתrho (ρ) וניתן על ידי המשוואה:
\ rho = \ frac {m} {v}
פהMהוא המסה של אובייקט וvהוא נפחו. במערכת המטרית יש צפיפות של יחידות קילוגרם למ"ק (ק"ג / מ ')3) או גרם לסנטימטר מעוקב (גרם / ס"מ3).
אם אתה יודע את הצפיפות של אובייקט, סידור מחדש של משוואת הצפיפות נותן את הביטוי לחישוב המסה שלו:
m = \ rho v
בתורו, ברגע שאתה יודע מסה אתה יכול לחשב משקל.
קבעו משקל באופן ניסיוני
1. השג חתיכת פלסטיק.זהה את סוג הפלסטיק שאתה בודק וחפש את צפיפות המסה שלו.
2. מדוד את נפח המדגם.מלאו גליל מדורג גדול במים עד לרמה של 500 מ"ל. טבלו את פיסת הפלסטיק לחלוטין במים.
פלסטיק רבים הם פחות צפופים ממים ויצופו. במקרה זה, הניחו משקל כבד כמו אגוז מתכת בתחתית הגליל ואז הוסיפו מים לרמת 500 מ"ל. הסר את המשקל וקשור אותו למדגם הפלסטיק באורך חוט קצר. זרוק אותם יחד למים כך שחתיכת הפלסטיק תהיה שקועה לחלוטין.
נפח המשקל נכלל בעת כיול הגליל עם מים ברמה של 500 מ"ל, כך שהמשקל לא ישפיע על המדידה. ההבדל בין מפלסי המים החדשים למקוריים הוא נפח האובייקט. זכור שמיליליטר אחד (מ"ל) שווה לסנטימטר מעוקב אחד (ס"מ)3).
3. חשב מסה עם משוואת הצפיפות. מסת הפלסטיק היא צפיפות מוכפלת בנפח:M = ρ × v. רשום את המסה בקילוגרמים.
4. חישוב משקל עם התאוצה עקב כוח המשיכה.הקפד להשתמש ביחידות הנכונות במערכת המדדית. משקל (N) = מסה (ק"ג) × תאוצה עקב כוח המשיכה (m / s2).
דוגמה: חישוב משקל האקריליק
אם ברצונך לקבוע את המשקל של חתיכת פלסטיק אקרילי, הידוע גם בשם פרספקס, לוסיט או אקריליט (כל השמות המסומנים בסימן מסחרי), בצע את השלבים המתוארים בסעיף הקודם:
שלב 1:השג חתיכת פלסטיק.גזור דוגמה של אקריליק. צפיפות האקריליק היא 1.18 גרם / ס"מ3.
שלב 2:מדוד את נפח המדגם.אם מפלס המים עלה ל -550.0 מ"ל לאחר שקיעת הפלסטיק בגליל המדורג, נפחו הוא 550.0 מ"ל - 500.0 מ"ל = 50.0 מ"ל, או 50.0 ס"מ3.
שלב 3:חשב מסה עם משוואת הצפיפות.המסה של פיסת הפלסטיק = צפיפות × נפח = 1.18 גרם / ס"מ3 × 50.0 ס"מ3 = 59 גרם = 0.059 ק"ג.
שלב 4:חישוב משקל עם התאוצה עקב כוח המשיכה. המשקל (N) = מסה (ק"ג) × תאוצה עקב כוח המשיכה (m / s2). בכדור הארץ המשקל יהיה 0.059 ק"ג × 9.81 מ"ש2 = 0.58 N.