Kaip apskaičiuoti tankį pagal vandens tūrį

Archimedas sukūrė tankio nustatymo metodą, naudodamas vandens išstūmimą. Vienoje jo atradimo istorijoje kalbama apie karaliaus auksinę karūną, galbūt įvairiapusį juvelyrą ir vonią. Tiesa ar ne, istorija išliko vienoje ar kitoje versijoje dėl Archimedo atradimo svarbos, o ne dėl to, ar juvelyras tikrai bandė apgauti karalių.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Skaičiuojant tankį, naudojama formulė D = m ÷ v, kur D reiškia tankį, m - masę ir v - tūrį. Raskite masę, naudodamiesi balanso skale, ir naudokite vandens tūrį, kad surastumėte netaisyklingų objektų tūrį. Vandens išstūmimas veikia, nes vandens panardinto objekto išstumto vandens kiekis yra lygus objekto tūriui. Jei į graduotą cilindrą panardintas objektas pakelia vandens lygį nuo 40 mililitrų iki 90 mililitrų, 50 mililitrų tūrio pokytis yra lygus objekto tūriui kubiniais centimetrais.

Visa materija turi masę ir užima vietą. Tankis, apskaičiuota vertė, matuoja medžiagos kiekį erdvėje. Norėdami apskaičiuoti medžiagos tankį, raskite objekto masę ir tūrį. Apskaičiuokite objekto tankį pagal formulę tankis lygus masei, padalytai iš tūrio:

Norint rasti masę, reikia naudoti balanso skalę. Dauguma masinių svarstyklių subalansuoja nežinomą objektą ir žinomą masę. Pavyzdžiui, trigubas pluošto balansas ir tikrasis balansas, pavyzdžiui, klasikinė skalė, matoma tyrimo biure. Elektroninės svarstyklės taip pat gali būti nustatytos kaip masinės svarstyklės. Vonios svarstyklės, be reikalingo tikslumo laipsnio, matuoja svorį, o ne masę. Masė matuoja materijos kiekį objekte, o svoris - gravitacijos trauką objekto masei.

Surandant taisyklingų geometrinių objektų tūrį, naudojamos standartinės formulės. Pavyzdžiui, dėžutės tūris yra lygus ilgio, pločio ir aukščio koeficientui. Tačiau ne kiekvienas objektas tinka formulei. Šiems netaisyklingos formos objektams naudokite vandens išstūmimo metodą, kad nustatytumėte objekto tūrį.

Vandens tūris naudoja tam tikrą vandens savybę: 1 mililitras (sutrumpintas ml) vandens užima 1 kubinį centimetrą (cm³) erdvės arba tūrio, kai vanduo yra standartinės temperatūros (0 ° C) ir slėgio (1 atmosfera). Visiškai vandenyje panardintas objektas išstumia arba atsveria vandens tūrį, lygų objekto tūriui. Taigi, jei daiktas išstumia 62 ml vandens, objekto tūris yra lygus 62 cm³.

Vandens poslinkio panaudojimo metodams nustatyti tūrį reikia panardinti objektą į žinomą vandens tūrį ir išmatuoti vandens lygio kitimą. Jei objektas telpa į graduotą cilindrą arba matavimo taurelę, matavimą galite perskaityti tiesiogiai. Jei panardinus objektą vandens lygis prasideda nuo 40 ml ir pasikeičia į 90 ml, objekto tūris yra lygus galutiniam vandens tūriui (90 ml) atėmus pradinį vandens tūrį (40 ml) arba 50 ml.

Jei objektas netelpa į graduotą cilindrą ar matavimo taurelę, išstumto vandens tūrį galite matuoti įvairiais būdais. Vienam būdui reikia įdėti dubenį į padėklą arba didesnį dubenį. Vidinis dubuo turi būti pakankamai didelis, kad visiškai panardintų daiktą. Vidinį dubenį pripildykite visiškai vandens. Atsargiai, nesukeldami bangų ar purslų, įstumkite daiktą į dubenį, leiskite išstumtam vandeniui išsilieti į didesnį dubenį ar dėklą. Labai atsargiai nuimkite vidinį dubenį, kad neištekėtų papildomas vanduo. Tada išmatuokite vandens tūrį didesniame dubenyje. Tas tūris yra lygus objekto tūriui.

Antrasis, galbūt praktiškesnis metodas, taip pat naudoja dubenį. Dubuo turi būti pakankamai didelis, kad visiškai panardintų daiktą, neperpildydamas. Pradėkite užpildydami dubenį vandens tiek, kad objektas būtų visiškai uždengtas. Prieš pridėdami daiktą, dubenyje pažymėkite vandens liniją. Kaip ir graduotas cilindras, tai žymi pradinį vandens tūrį. Tada pridėkite objektą, įsitikindami, kad objektas yra visiškai padengtas vandeniu. Pažymėkite šią vandens liniją ant dubenėlio. Dabar atsargiai išimkite daiktą iš vandens.

Šiuo metu reikia nustatyti vandens tūrio pokytį. Vienu metodu matuojamas vandens kiekis, reikalingas vandens lygiui pakelti nuo pradinės tūrio linijos iki galutinės tūrio linijos. Šis tūris lygus objekto tūriui. Antruoju metodu matuojamas vandens kiekis, sunaudotas dubeniui užpildyti iki pirmos eilutės, tada matuojamas vandens kiekis, reikalingas dubeniui užpildyti iki antrosios eilutės. Naudojant formulę galutinis tūris atėmus pradinį tūrį (t_f - v_i) gaunamas objekto tūris. Jei pradinis vandens tūris yra lygus 900 ml vandens, o galutinis vandens tūris yra lygus 1250 ml, objekto tūris yra 1250–900 = 350 ml, tai reiškia, kad objekto tūris lygus 350 cm³.

Išmatavę objekto masę ir tūrį, norint rasti tankį, matavimus reikia įtraukti į tankio formulę. Pavyzdžiui, jei išmatuota masė lygi 875 g, o išmatuotas tūris lygus 350 cm³, tada tankio formulė tampa:

2,50 gramo kubiniame centimetre, paprastai užrašoma kaip 2,50 g / cm³.