Como calcular a gravidade específica a partir da densidade

Finja que você é um alienígena que acabou de pousar aqui de um planeta distante e descobriu terráqueos discutindo um conceito chamado Gravidade Específica. Se você tivesse acesso a um dicionário típico da Terra (e se você viajou muitos trilhões de milhas para chegar aqui, provavelmente reservou um tempo para revisar os idiomas locais e costumes) e pesquisou cada uma dessas palavras de forma independente, seria justo supor que isso tem algo a ver com um tipo particular de puxão de um objeto enorme.

Em vez disso, você aprenderia rapidamente que o termo tem muito mais a ver com a quantidade conhecida chamada densidade do que com a gravidade, embora haja uma conexão não trivial. A razão pela qual o termo ainda existe na ciência física é por causa da enorme gama de aplicações daquele recurso líquido que é mais abundante e mais vital do que qualquer outro em Água da Terra.

Massa (abreviado m nas equações da física) é uma quantidade fundamental na física que denota a existência da matéria. Uma maneira de considerar a matéria é que ela possui inércia; outra é que a gravidade atua para acelerar as massas, mas não os fótons sem massa, ou "pacotes" de luz (ela faz um pouco, mas isso só é realmente perceptível nas proximidades de buracos negros, onde os efeitos relativísticos são importante). A unidade SI (métrica) é o

Volume (V) representa uma quantidade de espaço tridimensional fechado em forma regular ou irregular. Baseia-se na unidade fundamental de comprimento, o metro (m). Uma vez que três dimensões são necessárias, a unidade padrão de volume correspondente é metros cúbicos (m³).

Você acabou de aprender que a gravidade afeta as massas. Quando isso acontece, ele cria uma força, que na Terra é chamada de peso. O valor da aceleração da gravidade g na superfície da Terra é 9,8 m / s², então uma massa de 10 kg teria um peso de 10 kg × 9,8 m / s² = 98 kg m / s². Esta unidade é chamada de newton (N).

Quando você pesa um objeto, ele retorna um número em libras ou quilogramas, que representar unidades de peso. Na realidade, a escala está medindo o peso do número exibido de quilogramas na Terra mas dizendo a você o resultado como uma massa. Ou seja, a distinção massa x peso é considerada na construção das escalas diárias da Terra.

Densidade (denotado por ρ, a letra grega rho) é simplesmente o volume dividido em massa, com unidades correspondentes. Em símbolos:

É importante ressaltar que a unidade de massa foi originalmente escolhida para corresponder a quanto dela era possuída por um volume de 1 L (1.000 mL, ou equivalente, 1.000 centímetros cúbicos) de água. Observe que 1 L é apenas 1/1000 de um m³, então a última unidade, embora "padrão", não é freqüentemente usada em experimentos de laboratório. Assim, 1 kg de água = "exatamente" 1 L de volume.

O problema com isso é que a densidade da água flutua ligeiramente ao longo da faixa de temperaturas entre o congelamento e a fervura, então este valor não é constante e é muito perto de 1.000.

A gravidade específica (SG) é muito mais simples do que você e seus amigos alienígenas esperavam: é apenas a relação entre a densidade de um determinado objeto e a densidade da água a uma temperatura específica. A gravidade específica não tem unidades. Sua utilidade reside no fato de que a densidade de alguns objetos muda com a temperatura de uma maneira diferente da da água, então usar SG permite um pequeno fator de correção.

Exemplo: Digamos que você tenha uma amostra de ferro, que tem uma densidade listada de 7.850 kg / m³. Qual é a gravidade específica do ferro em um ambiente onde ρ_agua = 997 kg / m³?

Para resolver, você apenas divide 7.850 kg / m³ por 997 kg / m³ para obter:

Por outro lado, se você precisa de uma gravidade específica para calculadora de densidade, você pode simplesmente multiplicar a gravidade específica pela densidade da água na temperatura relevante. Então agora, se você alguma vez for solicitado a calcular a densidade da gravidade específica, sua viagem intergaláctica valeu a pena!