როგორ გამოვთვალოთ სიმძიმის სიმჭიდროვე

აჩვენეთ, რომ თქვენ ხართ უცხოპლანეტელი, ვინც უბრალოდ ჩამოფრინდა აქ შორეული პლანეტიდან და აღმოაჩინა, რომ დედამიწები განიხილავენ კონცეფციას სახელწოდებით სპეციფიკური სიმძიმე. თუ დედამიწის ტიპიურ ლექსიკონზე წვდომა გქონდათ (და თუ აქ წასასვლელად მრავალი ტრილიონობით მილი გადიხართ, ალბათ დრო დაუთმეთ ადგილობრივი ენების გადახედვას და საბაჟო) და დამოუკიდებლად მოიძია თითოეული ეს სიტყვა, სამართლიანი იქნებოდა, ჩათვალოთ, რომ მას რაიმე კავშირი ჰქონდა მასიური საგნის კონკრეტული სახის გაყვანასთან.

ამის ნაცვლად, თქვენ სწრაფად გაიგებთ, რომ ტერმინს ბევრად მეტი აქვს საერთო ე.წ. სიმკვრივე ვიდრე ეს გრავიტაციასთან არის დაკავშირებული, თუმცა არსებობს არა ტრივიალური კავშირი. მიზეზი, რომ ტერმინი საერთოდ არსებობს ფიზიკურ მეცნიერებაში კი არის უზარმაზარი სპექტრი ამ ერთი თხევადი რესურსის გამოყენება, რომელიც უფრო მეტს წარმოადგენს და უფრო სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია, ვიდრე ნებისმიერი სხვა დედამიწა: წყალი.

მასა (შემოკლებით მ ფიზიკის განტოლებებში) არის ფიზიკის ფუნდამენტური რაოდენობა, რომელიც აღნიშნავს მატერიის არსებობას. მატერიის განხილვის ერთ-ერთი გზაა ინერციის ფლობა; სხვა არის ის, რომ გრავიტაცია მოქმედებს მასების დასაჩქარებლად, მაგრამ არა მასაური ფოტონები, ან სინათლის "პაკეტები" პატარა, მაგრამ ეს მხოლოდ შავი ხვრელების სიახლოვეს შეიმჩნევა, სადაც რელატივისტური ეფექტებია მნიშვნელოვანი). SI (მეტრული) ერთეულია

მოცულობა (ვ) წარმოადგენს დახურული სამგანზომილებიანი სივრცის რაოდენობას რეგულარული ან არარეგულარული ფორმით. იგი ეფუძნება სიგრძის ფუნდამენტურ ერთეულს მეტრი (მ). ვინაიდან საჭიროა სამი ზომა, შესაბამისი სტანდარტული მოცულობის ერთეული არის კუბური კვადრატი (მ³).

თქვენ ახლახან შეიტყვეთ, რომ გრავიტაცია გავლენას ახდენს მასებზე. როდესაც ეს ხდება, ის ქმნის ძალას, რომელსაც დედამიწაზე წონა უწოდებენ. სიმძიმის აჩქარების მნიშვნელობა გ დედამიწის ზედაპირზე არის 9,8 მ / წმ², ასე რომ, 10 კგ მასას ექნება წონა 10 კგ × 9,8 მ / წმ² = 98 კგ მ / წმ². ამ ერთეულს ეწოდება ა ნიუტონი (N).

როდესაც საგანს წონით, ის გიბრუნებთ რიცხვს ფუნტებში ან კილოგრამებში, რაც წარმოდგენა წონის ერთეულები. სინამდვილეში, მასშტაბი იზომება კილოგრამის ნაჩვენები რაოდენობის წონა დედამიწაზე მაგრამ შედეგს გეტყვით, როგორც მასას. ანუ, მასა და წონის განსხვავება ხდება ყოველდღიური დედამიწის მასშტაბების აგებაში.

სიმჭიდროვე (აღინიშნა ρ, ბერძნული ასო rho) არის უბრალოდ მასიურად გაყოფილი მოცულობა, შესაბამისი ერთეულებით. სიმბოლოებში:

მნიშვნელოვანია, რომ მასის ერთეული თავდაპირველად შეირჩა, რათა შეესატყვისებინა, თუ რამდენს ფლობდა 1 ლ მოცულობის (1000 მლ, ან ეკვივალენტურად, 1000 კუბური სანტიმეტრი) წყალი. გაითვალისწინეთ, რომ 1 ლ მხოლოდ 1/1000-ე მეტრია³, ამიტომ ეს უკანასკნელი ერთეული, მიუხედავად იმისა, რომ „სტანდარტულია“, ხშირად არ გამოიყენება ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებში. ამრიგად 1 კგ წყალი = "ზუსტად" 1 ლ მოცულობა.

ამის პრობლემა ისაა, რომ წყლის სიმკვრივე ოდნავ იცვლება დიაპაზონის მასშტაბით ტემპერატურა გაყინვას და დუღილს შორის, ამიტომ ეს მნიშვნელობა ფაქტობრივად არ არის მუდმივი და მხოლოდ ძალიან მაღალია 1.000-სთან ახლოს.

კონკრეტული სიმძიმის (SG) გაცილებით მარტივია, ვიდრე თქვენ და თქვენი უცხოელი მეგობრები მოსალოდნელია: უბრალოდ მოცემული ობიექტის სიმკვრივის შეფარდება წყლის სიმკვრივესთან სპეციფიკურ ტემპერატურაზე. სპეციფიკურ წონას არ აქვს ერთეულები. მისი სარგებლობა მდგომარეობს იმაში, რომ ზოგიერთი ობიექტის სიმკვრივე ტემპერატურასთან ერთად წყლის გზით განსხვავებულად იცვლება, ამიტომ SG– ს გამოყენება მცირე კორექციის ფაქტორს იძლევა.

მაგალითი: თქვით, რომ გაქვთ რკინის ნიმუში, რომლის სიმკვრივეა 7,850 კგ / მ³. რა არის რკინის კონკრეტული წონა იმ გარემოში, სადაც ρ_{წყალი} = 997 კგ / მ³?

გადასაჭრელად, თქვენ უბრალოდ ყოფთ 7 850 კგ / მ³ 997 კგ / მ-ით³ მიღება:

და პირიქით, თუ სიმძიმის სპეციფიკური სიმძიმე გჭირდებათ, შეგიძლიათ უბრალოდ სიმძიმე გაამრავლოთ წყლის სიმკვრივეზე შესაბამის ტემპერატურაზე. ახლა, თუ ოდესმე მოგეთხოვებათ სიმძიმის გამოანგარიშება კონკრეტული სიმძიმიდან, თქვენი ინტერგალაქტიკური მოგზაურობა ღირდა!