Kaip nustatyti savitąjį svorį

Moksle yra labai svarbu žinoti, koks yra tam tikros medžiagos kiekis, vertinant fizikines ir chemines medžiagos savybes. Kiekiai yra svarbūs - labai daug! Tikriausiai šiuo metu galvojate: „Gerai, eikime pro akivaizdžius dalykus“, tačiau apsvarstykite klausimą, ką reiškia „suma“. Jei kas tavęs paklausėkiek jūsų ten yra, ką jai pasakytum?

Tikriausiai dauguma mūsų šį klausimą interpretuotų kaip „Kiek sveri?“ arba galbūt "Kokio ūgio tu esi?" Vis dėlto yra daug vienodai patikimų atsakymų. Pavyzdžiui, kiek jūsų kūnas užima tūrį (tarkime, litrais)? Kiek jame yra atskirų atomų ar ląstelių?

Mišios yra vienas iš būdų sekti visatos „daiktus“ ir tai reiškia, kiek materijos yra; tai nepriklauso nuo tūrio, kuris tiesiog apibūdina trimatės erdvės kiekius. Šių dviejų dydžių santykis, vadinamas tankiu, natūraliai domina, kaip ir artimas pusbrolis, vadinamasspecifinė gravitacija. Specifinio svorio matavimas yra įtrauktas į fizikos įrankių rinkinį, siekiant atsižvelgti į universalų vandens pobūdį, kaip jūs netrukus sužinosite.

Tam tikru momentu sąvokai apibūdinti paprasčiausiai trūksta žodžių, taip yra ir su materija. Vienas iš būdų galvoti apie materiją yra tai, kad visa tai veikia gravitacija, ir teoriškai galėtumėte laikyti bet kokią materiją rankomis, jei tavo rankos būtų pakankamai mažytės, ir pamatyk tai savo akimis, jei turėtum antgamtiškai galingą vizija.

Materija susideda iš vieno ar daugiauelementai, iš kurių 92 yra gamtoje. Elementai negali būti toliau skaidomi į kitas dalis ir vis tiek išlaiko savo savybes; mažiausias visas elemento vienetas yraatomas. Didelę medžiagos dalį gali sudaryti trilijonai vieno elemento atomų, pavyzdžiui, svaro gryno aukso. Dažniau skirtingi elementai jungiasi, kad gautų junginius, pavyzdžiui, vandenilis (H) ir deguonis (O), sujungdami vandenį (H₂O).

Masė ir svoris yra panašūs, tačiau skirtingi matavimo vienetai. Masė tiesiog apibūdina esančios medžiagos kiekį, neatsižvelgiant į išorinius veiksnius, o SI (tarptautinė sistema arba metrinė) masės vienetas yra kilogramas (kg). Fizikos problemoms, susijusioms su savituoju sunkiu, naudojamas gramas (g), kuris yra 1/1 000 kilogramo.

Objekto svoris priklauso nuo jo masės gravitacijos ir turi jėgos vienetus, kurie SI sistemoje yra niutonas (N). Žemėje ši vertė pastebimai nesikeičia, todėl masė ir svoris dažnai vartojami kaip keičiami. Jei mėnulyje gravitacija yra ne tokia stipri, jūsų masė būtų tokia pati, kaip jūsų svoris (masėmkartų sunkumąg) būtų proporcingai silpnesnė.

Tomas reiškia erdvinės erdvės kiekį. Tai ilgio kubas, o SI vienetas yra litras (L). Vieną litrą rodo kubas 10 centimetrų arba cm (0,1 metro arba m) šone. Jūs greičiausiai esate susipažinę su šiuo tūrio pasirinkimu dėl pagamintų 1 L gėrimų butelių skaičiaus.

Pats savaime „tūris“ yra tik matematiškai apibrėžta erdvė, galbūt laukianti, kol ją užims materija, galbūt nelaukia. Tačiau kai materija užima tą erdvę, padariniai bus skirtingi, kai į tą patį erdvės kiekį bus įdėti skirtingi medžiagos kiekiai. Jūs tai žinote intuityviai; kai nešiesi žemės dėžę su žemės riešutais ir oru, tavo darbas yra lengvesnis nei tada, kai toje pačioje dėžėje akimirkomis anksčiau buvo siunčiami vadovėliai.

Masės ir tūrio santykis, kitaip vadinamas „masės dalijimu pagal tūrį“, vadinamas tankiu. Tačiau unikalus vandens santykis su viskuo, kas paminėta iki šiol, dar nėra aprašytas.

Tankis neturi savo fizikos vieneto, ar iš tikrųjų jo nereikia, atsižvelgiant į tai, kad jis yra kilęs iš vienas pagrindinis fizinis dydis (masė) ir vienas lengvai gaunamas iš kito (tūrio vienetai yra kubai) ilgis). Paprastai jį vaizduoja graikų raidė rho arba ρ:

Matote, kad SI sistemoje tankis turi kg / l vienetus, tačiau fizikos problemų atveju dažnai naudojamas vienetas g / ml. (Kadangi pastarasis reiškia pirmąjį, kurio masė ir tūris dalijami iš 1000, kg / l ir g / ml iš tikrųjų yra lygiaverčiai.)

Pastebėsite, kad daugumos gyvų būtybių ir daugelio įprastų medžiagų, dalyvaujančių biocheminėse reakcijose, tankis panašus į vandens; tai išplaukia iš to, kad dauguma gyvų būtybių daugiausia arba daugiausia susideda iš H₂O.

Šis žvalgyba užkirto kelią faktui, kad vanduo yra visur, kad neišsklaidytų sausros baimės, bet nes fizikai ir chemikai sugalvojo lengvą būdą atsižvelgti į nedidelius tankio pokyčiustas patsmaterijos tipas: savitasis svoris, be matmenų skaičius, kuris yra tik to skysčio tankio ir vandens santykis - su pasukimu.

Pagal apibrėžimą, 1 ml nepakeisto vandens masė yra 1 g. Iš pradžių litru buvo pasirinktas vandens kiekis, kurio masė buvo lygiai 1 kg. Problema yra ta, kad, kaip sužinojo šiuolaikiniai tyrinėtojai, vandens savitasis svoris iš tikrųjų skiriasi priklausomai nuo temperatūros net ir mažuose kasdieniuose intervaluose (apie tai vėliau). Bet nors vandens tankis kasdieniams tikslams beveik visada suapvalinamas iki „tiksliai“ 1, tai iš tikrųjų nėra konstanta.

• Atkreipkite dėmesį, kad žodis „gravitacija“ gali būti painus, nes gravitacija fizikoje turi pagreičio vienetus ir yra nepriklausoma nuo šios diskusijos.

Prieš visiškai neriant į konkretų sunkumą, reikia parodyti tankio svarbą ir eleganciją - Archimedo principas. Tiesiog tai teigia, kad į skystį (dažniausiai vandenį) panardintą kūną veikianti aukštyn veikianti (plūduriuojanti) jėga yra lygi kūno išstumto skysčio svoriui:F_B= w​_f.

Tai paaiškina, kodėl laivai dažniausiai yra tuščiaviduriai. Joms gaminti naudojamos medžiagos yra tankesnės už vandenį, o tai reiškia, kad jei šios medžiagos būtų suspaustos, „laivas“ išstumtų savo paties tūrį vandenyje ir turėtų pakankamai svorio, kad jis nuskęstų. Bet jei laivo tūris padidinamas uždedant tuščiavidurį korpusą prie jo pagrindo, bendras tankis mažėja ir laivas lieka plūduriuojantis.

Įrenginys, dažniausiai naudojamas skysčio savitajam svoriui nustatyti, kai jo vertė nežinoma, vadinamas ahidrometras. Jų yra įvairių formų, tačiau pagrindinė konstrukcija yra vamzdis, pasvertas apačioje taip, kad jis nuskęs iki tam tikro bandymo skysčio taško, kuris matavimui paremtas graduotu cilindru apimtis.

Nuo skysčio tūrio žinojimo svertinis vamzdis išstumia ir panardintos dalies svoris kartu su patalpos temperatūra nustatyti tikrąjį vandens tankį tokiomis sąlygomis, skysčio tankį ir savitąjį svorį galima nustatyti iš Archimedo principas.

Žvilgtelėjus į išteklių šaltinių grafiką paaiškėja, kad vandens savitasis svoris išlieka labai artimas 1.000 intervale nuo 0 iki 10 laipsnių Celsijaus laipsnių, tačiau tada jis mažėja daugmaž pastoviu greičiu iki maždaug 0.960, kai temperatūra artėja prie vandens virimo temperatūros. 100 C. Kai tokios medžiagos kaip vaistai dažnai matuojamos ir ruošiamos mikrogramais, labai svarbu praktiškai atsiskaityti už tokius, atrodytų, nereikšmingus skirtumus.