Ak poznáte jeho objem a hustotu, môžete určiť hmotnosť plastového predmetu bez jeho váženia.Váhasa často používa zameniteľne somšav bežnom jazyku, ale v skutočnosti sa líšia.Omšuje množstvo hmoty v objekte a je to odpor objektu voči zrýchleniu.
Hmotnosť je konštantná bez ohľadu na jej polohu, takže astronaut s hmotnosťou 100 kg na Zemi má rovnakú hmotnosť aj na Mesiaci.Váha, je však sila na hmotu pod vplyvom gravitácie a je daná vzťahom:
\ text {weight} = \ text {mass} \ times \ text {zrýchlenie v dôsledku gravitácie}
V metrickom systéme má hmotnosť jednotky Newtonov (N).
Na povrchu Zeme je gravitačné zrýchlenieg, čo je 9,81 m / s2. Na Mesiaci je gravitačné zrýchlenie iba šestinové oproti Zemi a je 1,64 m / s2.
Pretože hmotnosť sa mení podľa miestneho gravitačného poľa, astronaut s hmotnosťou 100 kg má na Zemi hmotnosť 981 N, ale na Mesiaci iba 164 N. V hlbokom vesmíre, ďaleko od gravitácie akýchkoľvek astronomických telies, by mal astronaut hmotnosť 0 N, čo je stav ľudovo nazývanýbeztiažový stav.
Ako určiť objem
Objemje množstvo priestoru, ktoré objekt zaberá. Je možné vypočítať objem bežnej pevnej látky, napríklad kocky, zmeraním jej rozmerov, ale táto metóda by bola pre objekty nepravidelného tvaru ťažká. Namiesto toho môžeme predmet ponoriť do vody a využiť skutočnosť, že objem vytlačenej vody sa rovná objemu ponoreného objektu.
Čo je to hustota?
Thehmotnostná hustotaobjektu, ktorý sa jednoducho nazývahustota, je jehohmotnosť delená jej objemom. Hustotu zvyčajne predstavuje grécke písmenorho (ρ) a je daný rovnicou:
\ rho = \ frac {m} {v}
Tumje hmotnosť objektu avje jeho objem. V metrickom systéme má hustota jednotky kilogramov na meter kubický (kg / m3) alebo gramov na centimeter kubický (g / cm)3).
Ak poznáte hustotu objektu, usporiadaním rovnice hustoty získate výraz pre výpočet jeho hmotnosti:
m = \ rho v
Akonáhle zase poznáte hmotnosť, môžete vypočítať hmotnosť.
Stanovte váhu experimentálne
1. Získajte kúsok plastu.Identifikujte typ plastu, ktorý testujete, a vyhľadajte jeho hustotu.
2. Zmerajte objem vzorky.Naplňte veľký odmerný valec vodou po hladinu 500 ml. Kus plastu ponorte úplne do vody.
Mnoho plastov je menej hustých ako voda a budú plávať. V takom prípade vložte na spodok valca ťažkú hmotu, napríklad kovovú maticu, a potom dolejte vodu po 500 ml. Odstráňte závažie a priviažte ho k vzorke plastu s krátkou dĺžkou vlákna. Vložte ich spolu do vody, aby bol kúsok plastu úplne ponorený.
Objem závažia bol zahrnutý, keď bol valec kalibrovaný vodou na úrovni 500 ml, takže hmotnosť neovplyvní meranie. Rozdiel medzi novou a pôvodnou vodnou hladinou je objem objektu. Pamätajte, že jeden mililiter (ml) sa rovná jednému kubickému centimetru (cm)3).
3. Hmotnosť sa vypočíta pomocou rovnice hustoty. Hmotnosť plastu je hustota vynásobená objemom:m = ρ × v. Zaznamenajte hmotnosť v kilogramoch.
4. Hmotnosť vypočítajte so samospádom.Uistite sa, že v metrickom systéme používate správne jednotky. Hmotnosť (N) = hmotnosť (kg) × gravitačné zrýchlenie (m / s2).
Príklad: Výpočet hmotnosti akrylu
Ak chcete určiť hmotnosť kusu akrylového plastu, ktorý je tiež známy ako plexisklo, lucit alebo akrylát (všetky názvy chránené ochrannou známkou), postupujte podľa krokov popísaných v predchádzajúcej časti:
Krok 1:Získajte kúsok plastu.Vystrihnite vzorku akrylu. Hustota akrylu je 1,18 g / cm3.
Krok 2:Zmerajte objem vzorky.Ak hladina vody po ponorení plastu do odmerného valca vzrástla na 550,0 ml, potom je jej objem 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml alebo 50,0 cm3.
Krok 3:Hmotnosť sa vypočíta pomocou rovnice hustoty.Hmotnosť kusu plastu = hustota × objem = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Krok 4:Hmotnosť vypočítajte s gravitačným zrýchlením. Hmotnosť (N) = hmotnosť (kg) × gravitačné zrýchlenie (m / s2). Na Zemi by hmotnosť bola 0,059 kg × 9,81 m / s2 = 0,58 N.