Dacă îi cunoașteți volumul și densitatea, puteți determina greutatea unui obiect din plastic fără a-l cântări.Greutateeste adesea folosit interschimbabil cumasaîn limbajul cotidian, dar de fapt ele diferă.Masaeste cantitatea de materie dintr-un obiect și este rezistența unui obiect la accelerație.
Masa este constantă indiferent de locația sa, deci un astronaut cu o masă de 100 kg pe Pământ are aceeași masă pe lună.Greutatetotuși, este forța asupra unei mase sub influența gravitației și este dată de relația:
\ text {weight} = \ text {mass} \ times \ text {accelerare datorată gravitației}
În sistemul metric, greutatea are unități de Newtoni (N).
Pe suprafața Pământului accelerația gravitațională esteg, care este de 9,81 m / s2. Pe lună, accelerația gravitațională este doar o șesime din cea a Pământului și este de 1,64 m / s2.
Deoarece greutatea variază în funcție de câmpul gravitațional local, astronautul cu o masă de 100 kg are o greutate de 981 N pe Pământ, dar numai 164 N pe Lună. În spațiul adânc, departe de gravitatea oricărui corp astronomic, astronautul ar avea o greutate de 0 N, o afecțiune numită popular
imponderabilitate.Cum se determină volumul
Volumeste cantitatea de spațiu pe care o ocupă un obiect. Este posibil să se calculeze volumul unui solid regulat, ca un cub, prin măsurarea dimensiunilor acestuia, dar această metodă ar fi dificilă pentru obiectele de formă neregulată. În schimb, putem scufunda obiectul în apă și putem folosi faptul că volumul de apă deplasată este egal cu volumul obiectului scufundat.
Ce este densitatea?
densitatea maseia unui obiect, numit simpludensitate, este a samasa împărțită la volumul său. Densitatea este de obicei reprezentată de litera greacărho (ρ) și este dat de ecuația:
\ rho = \ frac {m} {v}
Aicimeste masa unui obiect șiveste volumul său. În sistemul metric densitatea are unități de kilograme pe metru cub (kg / m3) sau grame pe centimetru cub (g / cm3).
Dacă cunoașteți densitatea unui obiect, rearanjarea ecuației densității dă expresia pentru calcularea masei sale:
m = \ rho v
La rândul său, odată ce cunoașteți masa, puteți calcula greutatea.
Determinați greutatea experimental
1. Obțineți o bucată de plastic.Identificați tipul de plastic pe care îl testați și căutați densitatea de masă a acestuia.
2. Măsurați volumul probei.Umpleți un cilindru mare gradat cu apă până la nivelul de 500 ml. Scufundați bucata de plastic complet în apă.
Multe materiale plastice sunt mai puțin dense decât apa și vor pluti. În acest caz, așezați o greutate mare ca o piuliță de metal în fundul cilindrului, apoi adăugați apă la nivelul de 500 ml. Îndepărtați greutatea și legați-o de proba de plastic cu o lungime scurtă de fir. Aruncați-le împreună în apă, astfel încât bucata de plastic să fie complet scufundată.
Volumul greutății a fost inclus atunci când cilindrul a fost calibrat cu apă la nivelul de 500 ml, astfel încât greutatea nu va afecta măsurarea. Diferența dintre nivelurile de apă noi și cele originale este volumul obiectului. Amintiți-vă că un mililitru (ml) este egal cu un centimetru cub (cm3).
3. Calculați masa cu ecuația densității. Masa plasticului este densitatea înmulțită cu volumul:m = ρ × v. Înregistrați masa în kilograme.
4. Calculați greutatea cu accelerația datorată gravitației.Asigurați-vă că utilizați unitățile corecte în sistemul metric. Greutate (N) = masă (kg) × accelerație datorată gravitației (m / s2).
Exemplu: Calcularea greutății acrilului
Dacă doriți să determinați greutatea unei bucăți de plastic acrilic, cunoscută și sub denumirea de plexiglas, lucit sau acrilit (toate denumirile mărcilor comerciale), urmați pașii descriși în secțiunea anterioară:
Pasul 1:Obțineți o bucată de plastic.Decupați o mostră de acrilic. Densitatea acrilului este de 1,18 g / cm3.
Pasul 2:Măsurați volumul probei.Dacă nivelul apei a crescut la 550,0 ml după ce plasticul a fost scufundat în cilindrul gradat, atunci volumul său este de 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml sau 50,0 cm3.
Pasul 3:Calculați masa cu ecuația densității.Masa bucății de plastic = densitate × volum = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Pasul 4:Calculați greutatea cu accelerația datorată gravitației. Greutatea (N) = masa (kg) × accelerația datorată gravitației (m / s2). Pe Pământ, greutatea ar fi de 0,059 kg × 9,81 m / s2 = 0,58 N.