Archimedes vytvoril metódu zisťovania hustoty pomocou vytesnenia vody. Jeden príbeh jeho objavu zahŕňa kráľovu zlatú korunu, pravdepodobne klenotníka a vaňu. Či už je to pravda alebo nie, príbeh prežíva v tej či onej verzii skôr kvôli dôležitosti Archimedovho objavu, ako kvôli tomu, či sa klenotník skutočne pokúsil kráľa oklamať.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Pri výpočte hustoty sa používa vzorec D = m ÷ v, kde D znamená hustotu, m znamená hmotnosť a v znamená objem. Nájdite hmotu pomocou stupnice vyváženia a pomocou vodného posunu vyhľadajte objem nepravidelných predmetov. Výtlak vody funguje, pretože množstvo vody vytesnené predmetom ponoreným do vody sa rovná objemu predmetu. Ak predmet ponorený do odmerného valca zvýši hladinu vody zo 40 mililitrov na 90 mililitrov, zmena objemu o 50 mililitrov sa rovná objemu predmetu v kubických centimetroch.
Pochopenie hustoty
Celá hmota má hmotu a zaberá miesto. Hustota, vypočítaná hodnota, meria množstvo hmoty v priestore. Ak chcete vypočítať hustotu materiálu, nájdite hmotnosť a objem objektu. Vypočítajte hustotu objektu pomocou vzorca hustota sa rovná hmotnosti vydelenej objemom:
D = \ frac {m} {v}
Hľadanie omše
Nájsť hmotu si vyžaduje použitie váhy. Väčšina hmotnostných váh vyváži neznámy predmet so známou hmotou. Príklady zahŕňajú váhy s trojitým lúčom a skutočné váhy, ako klasická váha zobrazená v skúšobni. Elektronické váhy môžu byť tiež zostavené ako hromadné váhy. Váhy do kúpeľne, okrem chýbajúcej požadovanej presnosti, merajú hmotnosť, nie hmotnosť. Hmotnosť meria množstvo hmoty v objekte, zatiaľ čo hmotnosť meria príťažlivosť gravitácie na hmotnosti objektu.
Hľadá sa objem
Na vyhľadanie objemu pravidelných geometrických objektov sa používajú štandardné vzorce. Objem krabice sa napríklad rovná dĺžke krát šírke krát výške. Nie každému objektu však vyhovuje vzorec. Pre tieto objekty nepravidelného tvaru nájdite objem objektu pomocou metódy vytesnenia vody.
Výtlak vody využíva určitú vlastnosť vody: 1 mililiter (skrátene ml) vody zaberá 1 kubický centimeter (cm)3) priestoru alebo objemu, keď má voda štandardnú teplotu (0 ° C) a tlak (1 atmosféra). Objekt úplne ponorený do vody vytláča alebo vyrovnáva objem vody, ktorý sa rovná objemu objektu. Ak teda predmet vytlačí 62 ml vody, jeho objem sa rovná 62 cm3.
Metódy využívania vytláčania vody na zisťovanie objemu vyžadujú ponorenie predmetu do známeho objemu vody a meranie zmeny vodnej hladiny. Ak sa predmet zmestí do odmerného valca alebo odmerky, môžete meranie odčítať priamo. Ak hladina vody začína na 40 ml a po ponorení sa zmení na 90 ml, objem objektu sa rovná konečnému objemu vody (90 ml) mínus počiatočný objem vody (40 ml) alebo 50 ml.
Ak sa predmet nezmestí do odmerného valca alebo odmerky, môžete objem vytlačenej vody merať rôznymi spôsobmi. Jeden spôsob vyžaduje vloženie misky do podnosu alebo do väčšej misy. Vnútorná misa musí byť dostatočne veľká na to, aby predmet úplne ponorila. Naplňte vnútornú misu úplne plnou vodou. Opatrne, bez vytvárania vĺn alebo rozstrekovania, zasuňte predmet do misky a nechajte vytlačenú vodu vyliať do väčšej misky alebo podnosu. Vnútornú misu vyberte veľmi opatrne, aby nevytekala voda navyše. Potom odmerajte objem vody vo väčšej miske. Tento objem sa rovná objemu objektu.
Druhá, možno praktickejšia metóda, tiež používa misku. Misa musí byť dostatočne veľká na to, aby predmet úplne ponorila bez toho, aby pretekala. Začnite naplnením misky dostatočným množstvom vody, aby sa predmet úplne zakryl. Pred pridaním predmetu si poznačte vodovodné potrubie v miske. Rovnako ako odmerný valec označuje tento počiatočný objem vody. Ďalej pridajte objekt a uistite sa, že je celý pokrytý vodou. Označte túto vodnú čiaru na miske. Teraz opatrne vyberte predmet z vody.
V tomto okamihu je potrebné určiť zmenu objemu vody. Jedna metóda meria množstvo vody potrebné na zvýšenie hladiny vody z počiatočnej objemovej čiary do konečnej objemovej čiary. Tento objem sa rovná objemu objektu. Pri druhej metóde sa meria množstvo vody použitej na naplnenie misy po prvý riadok a potom sa meria množstvo vody potrebné na naplnenie misy po druhý riadok. Pomocou vzorca konečný objem mínus počiatočný objem (vf - vi) poskytne objem objektu. Ak sa počiatočný objem vody rovná 900 ml vody a konečný objem vody sa rovná 1 250 ml, objem predmetu je 1250 - 900 = 350 ml, čo znamená, že objem predmetu sa rovná 350 cm3.
Nájdenie hustoty
Po zmeraní hmotnosti a objemu objektu je potrebné na zistenie hustoty vložiť merania do vzorca hustoty. Napríklad, ak sa nameraná hmotnosť rovná 875 g a nameraný objem sa rovná 350 cm3, potom vzorec hustoty bude:
D = \ frac {875} {350} = 2,50
2,50 gramu na kubický centimeter, zvyčajne sa píše ako 2,50 g / cm3.