Плотность - это мера массы материала на единицу объема, используемая во многих областях науки, техники и промышленности. Плотность можно рассчитать, разделив массу объекта на его объем. Поскольку разные материалы имеют разную плотность, измерение плотности объекта может помочь определить, какие материалы в нем находятся. Определение плотности металлического образца может помочь определить его чистоту.
Прямое измерение массы и объема
При измерении жидкостей и твердых тел правильной формы массу и объем можно определить прямым измерением, а затем эти два измерения можно использовать для определения плотности. Используя весы с панорамированием, определите и запишите массу объекта в граммах. С помощью штангенциркуля или линейки измерьте длину, глубину и ширину объекта в сантиметрах. Умножьте эти три измерения, чтобы найти объем в кубических сантиметрах. Разделите массу объекта на его объем, чтобы определить его плотность. Плотность выражается в граммах на кубический сантиметр или граммах на миллилитр.
Для примера посмотрите видео ниже:
Косвенное измерение объема
Для расчета плотности твердых тел с неровными поверхностями объем необходимо определять другим методом. Вместо прямого измерения площади поверхности используйте градуированный цилиндр, чтобы определить объем объекта. Налейте воду в мерный цилиндр до известного уровня. Этот уровень можно измерить по отметкам на поверхности баллона, которые отображают объем воды в миллилитрах. Добавьте объект в воду и запишите новый уровень воды. Разница между новым уровнем воды и исходным уровнем будет составлять объем объекта. Это значение измеряется в миллилитрах, которые взаимозаменяемы с кубическими сантиметрами. После определения объема примените то же уравнение, что и выше.
Расчетная плотность с использованием принципа Архимеда.
Принцип Архимеда гласит, что погружение тела в данную жидкость вызывает подъемную силу, действующую на него вверх. Эта сила будет равна весу вытесняемой жидкости. Объект неизвестной плотности будет плавать или тонуть в данной жидкости в зависимости от плотности этой жидкости по отношению к объекту. Чтобы приблизительно определить, насколько плотен объект, поместите его в различные жидкости известной плотности и наблюдайте за результатом. Если он тонет, он более плотный, чем жидкость. Если он плавает, он менее плотный.