Gęstość to miara masy materiału na jednostkę objętości, stosowana w wielu aspektach nauki, inżynierii i przemysłu. Gęstość można obliczyć, dzieląc masę obiektu przez jego objętość. Ponieważ różne materiały mają różne gęstości, pomiar gęstości obiektu może pomóc w określeniu, które materiały się w nim znajdują. Znalezienie gęstości próbki metalu może pomóc w określeniu jej czystości.
Bezpośredni pomiar masy i objętości
Podczas pomiaru cieczy i regularnie ukształtowanych ciał stałych, masę i objętość można wykryć za pomocą bezpośredniego pomiaru, a te dwa pomiary można następnie wykorzystać do określenia gęstości. Za pomocą wagi szalkowej określ i zanotuj masę przedmiotu w gramach. Za pomocą suwmiarki lub linijki z noniuszem zmierz długość, głębokość i szerokość przedmiotu w centymetrach. Pomnóż te trzy pomiary, aby znaleźć objętość w centymetrach sześciennych. Podziel masę obiektu przez jego objętość, aby określić jego gęstość. Gęstość jest wyrażona w gramach na centymetr sześcienny lub gramach na mililitr.
Na przykład obejrzyj poniższy film:
Pośredni pomiar objętości
Aby obliczyć gęstość ciał stałych o nieregularnych powierzchniach, objętość należy określić inną metodą. Zamiast bezpośrednio mierzyć powierzchnię, użyj cylindra miarowego, aby znaleźć objętość obiektu. Wlej wodę do cylindra miarowego, aż osiągnie znany poziom. Poziom ten można zmierzyć za pomocą oznaczeń na powierzchni cylindra, które pokazują objętość wody w mililitrach. Dodaj obiekt do wody i zapisz nowy poziom wody. Różnica pomiędzy nowym i pierwotnym poziomem wody będzie objętością obiektu. Ten pomiar jest podawany w mililitrach, które są wymienne z centymetrami sześciennymi. Po określeniu objętości zastosuj to samo równanie, co powyżej.
Szacowana gęstość za pomocą zasady Archimedesa.
Zasada Archimedesa mówi, że zanurzenie ciała w danym płynie wytworzy na nie działającą w górę siłę wyporu. Siła ta będzie równa ciężarowi wypartego płynu. Obiekt o nieznanej gęstości będzie unosić się lub opadać w danym płynie w zależności od gęstości tego płynu w stosunku do gęstości obiektu. Aby z grubsza określić, jak gęsty jest obiekt, umieść go w różnych płynach o znanej gęstości i obserwuj wynik. Jeśli tonie, jest bardziej gęsty niż płyn. Jeśli pływa, jest mniej gęsty.