არქიმედემ სიმკვრივის პოვნის მეთოდი წყლის გადაადგილების გამოყენებით შექმნა. მისი აღმოჩენის ერთი ამბავი მოიცავს მეფის ოქროს გვირგვინს, შესაძლოა ლარკინულ იუველირს და აბანოს. სიმართლეა თუ არა, მოთხრობა გადარჩა ამა თუ იმ ვერსიაში, რადგან არქიმედეს აღმოჩენის მნიშვნელობამ გამოიწვია, ვიდრე სინამდვილეში ცდილობდა თუ არა იუველირი მეფის მოტყუებას.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
გაანგარიშების სიმჭიდროვე იყენებს ფორმულას D = m ÷ v, სადაც D ნიშნავს სიმკვრივეს, m ნიშნავს მასას, ხოლო v ნიშნავს მოცულობას. იპოვნეთ მასა წონასწორობის მასშტაბის გამოყენებით და გამოიყენეთ წყლის გადაადგილება არარეგულარული საგნების მოცულობის დასადგენად. წყლის გადაადგილება მუშაობს, რადგან წყალში ჩაძირული ობიექტის მიერ გადაადგილებული წყლის რაოდენობა უდრის ობიექტის მოცულობას. თუ გრადუსულ ცილინდრში ჩაძირული ობიექტი წყლის დონეს 40 მილილიტრიდან 90 მილილიტრამდე ზრდის, 50 მილილიტრის მოცულობის ცვლილება უდრის ობიექტის მოცულობას კუბურ სანტიმეტრში.
სიმკვრივის გაგება
ყველა მატერიას აქვს მასა და ადგილს იკავებს. სიმკვრივე, გამოანგარიშებული მნიშვნელობა, ზომავს მატერიის რაოდენობას სივრცეში. მასალის სიმკვრივის გამოსათვლელად იპოვნეთ ობიექტის მასა და მოცულობა. გამოთვალეთ ობიექტის სიმკვრივე ფორმულის სიმკვრივის ტოლია მასაზე გაყოფილი მოცულობით:
D = \ frac {m} {v}
მასის პოვნა
მასის პოვნა მოითხოვს ბალანსის მასშტაბის გამოყენებას. მასის მასშტაბების უმეტესობა აბალანსებს უცნობ საგანს ცნობილი მასისგან. მაგალითებში შედის სხივის სამმაგი ნაშთები და ნამდვილი ნაშთები, როგორიცაა კლასიკური მასშტაბი, რომელიც ჩანს ანალიზის ოფისში. ელექტრონული სასწორი ასევე შეიძლება შეიქმნას, როგორც მასობრივი სასწორი. აბაზანის სასწორი, გარდა სიზუსტის საჭირო ხარისხისა, იზომება წონა და არა მასა. მასა ზომავს ნივთიერების რაოდენობას ობიექტში, ხოლო წონა ზომავს მიზიდულობას ობიექტის მასაზე.
მოცულობის პოვნა
რეგულარული გეომეტრიული ობიექტების მოცულობის პოვნა იყენებს სტანდარტულ ფორმულებს. ყუთის მოცულობა ტოლია სიგრძეზე, სიგანეზე და სიმაღლეზე, მაგალითად. ყველა ობიექტი არ შეესაბამება ფორმულას. ამ არარეგულარული ფორმის ობიექტებისთვის გამოიყენეთ წყლის გადაადგილების მეთოდი, რომ იპოვოთ ობიექტის მოცულობა.
წყლის გადაადგილება იყენებს წყლის განსაკუთრებულ თვისებას: 1 მილილიტრი (შემოკლებით მლ) წყალი იღებს 1 კუბურ სანტიმეტრს (სმ3) სივრცის, ან მოცულობის, როდესაც წყალი სტანდარტულ ტემპერატურაზე (0 ° C) და წნევაზეა (1 ატმოსფერო). წყალში მთლიანად ჩაძირული ობიექტი გადაადგილდება ან ანაზღაურებს წყლის მოცულობას, რომელიც უდრის ობიექტის მოცულობას. ასე რომ, თუ ობიექტი 62 მლ წყალს გადაადგილდება, ობიექტის მოცულობა 62 სმ უდრის3.
წყლის გადაადგილების გამოყენების მეთოდები მოცულობის დასადგენად მოითხოვს ობიექტის ჩაძირვას წყლის ცნობილ მოცულობაში და წყლის დონის ცვლილების გაზომვას. თუ ობიექტი მოთავსებულია გრადუსულ ცილინდრში ან საზომი ჭიქაში, შეგიძლიათ პირდაპირ წაიკითხოთ გაზომვა. თუ წყლის დონე იწყება 40 მლ-ით და შეიცვლება 90 მლ ობიექტის ჩაძირვის შემდეგ, ობიექტის მოცულობა უდრის წყლის საბოლოო მოცულობას (90 მლ) მინუს წყლის საწყისი მოცულობას (40 მლ), ან 50 მლ.
თუ ობიექტი არ ჯდება გრადუსულ ცილინდრში ან საზომ ჭიქაში, თქვენ შეგიძლიათ გადააადგილოთ წყლის მოცულობა სხვადასხვა გზით. ერთი მეთოდი მოითხოვს თასის უჯრაში ან უფრო დიდ თასში მოთავსებას. შიდა თასი უნდა იყოს საკმარისად დიდი, რათა ობიექტი მთლიანად ჩაძირულიყო. შეავსეთ შიდა თასი მთლიანად წყლით. ფრთხილად, ტალღების შექმნისა და გაფრქვევის გარეშე, ობიექტი გადაიტანეთ თასში, გადადეთ გადაადგილებული წყალი უფრო დიდ თასში ან უჯრაში. ამოიღეთ შიდა თასი ძალიან ფრთხილად, რომ წყალი არ დაიღვროს. შემდეგ გაზომეთ წყლის მოცულობა უფრო დიდ თასში. ეს მოცულობა უდრის ობიექტის მოცულობას.
მეორე, ალბათ უფრო პრაქტიკული მეთოდი, ასევე იყენებს თასს. თასი უნდა იყოს საკმარისად დიდი, რომ ობიექტი მთლიანად ჩაფლულიყო გადავსების გარეშე. დაიწყეთ თასის საკმარისი წყლით შევსებით, რომ ობიექტი მთლიანად დაფაროს. ობიექტის დამატებამდე თასში მონიშნეთ წყლის ხაზი. დამთავრებული ცილინდრის მსგავსად, ეს წყლის საწყისი მოცულობას აღნიშნავს. შემდეგ, დაამატეთ ობიექტი, დარწმუნებული იყოთ, რომ ობიექტი მთლიანად დაფარულია წყლით. მონიშნეთ ეს წყლის ხაზი თასზე. ახლა, ფრთხილად ამოიღეთ ობიექტი წყლიდან.
ამ ეტაპზე საჭიროა წყლის მოცულობის ცვლილების განსაზღვრა. ერთი მეთოდით იზომება წყლის ოდენობა, რომელიც საჭიროა წყლის დონის ასამაღლებლად საწყისი მოცულობითი ხაზიდან საბოლოო მოცულობის ხაზამდე. ეს მოცულობა უდრის ობიექტის მოცულობას. მეორე მეთოდი ზომავს წყლის ოდენობას, რომელიც თასი პირველ ხაზამდე შეივსება, შემდეგ იზომება წყლის ოდენობა, რომელიც საჭიროა თასის მეორე ხაზამდე შესავსებად. ფორმულის გამოყენებით საბოლოო მოცულობა გამოკლებული საწყისი მოცულობით (vვ - ვმე) იძლევა ობიექტის მოცულობას. თუ წყლის საწყისი მოცულობა უდრის 900 მლ წყალს და წყლის საბოლოო მოცულობა 1,250 მლ, ობიექტის მოცულობაა 1250 - 900 = 350 მლ, ანუ ობიექტის მოცულობა უდრის 350 სმ.3.
სიმკვრივის პოვნა
მას შემდეგ რაც გაზომავთ ობიექტის მასას და მოცულობას, სიმკვრივის პოვნა მოითხოვს გაზომვების სიმკვრივის ფორმულაში განთავსებას. მაგალითად, თუ გაზომილი მასა უდრის 875 გ-ს, ხოლო იზომება მოცულობა 350 სმ-ს უდრის3, მაშინ სიმკვრივის ფორმულა ხდება:
D = \ frac {875} {350} = 2.50
2,50 გრამი კუბურ სანტიმეტრზე, ჩვეულებრივ იწერება 2,50 გ / სმ3.