Hur man beräknar vikt med densitet

Om din vän gav dig en kopp fast is och en annan gav dig en kopp flytande vatten, vilken är tyngre?

Vår instinkt är ibland att tro att fasta ämnen är tyngre, men i själva verket flytande vatten tätare än fast vatten. Genom att veta hur man beräknar vikt utifrån densitet kan vi snabbt se att koppen vatten är tyngre.

Densiteten hos något ämne berättar hur kompakt eller spridd det är. Vi kan beskriva en volymdensitet, massdensitet eller någon annan typ av densitet.

Till exempel tänker stadsplanerare ofta på olika densiteter, som bostadstillgänglighet eller livsmedelsbutiker, för att ta reda på var man ska bygga vissa byggnader.

I allmänhet är en densitet vanligtvis en mängd såsom massa, dividerat med ett område eller en volym.

En viktdensitet skulle därför beskriva hur vikten av något objekt fördelas i något område eller volym. Mer troligt kommer du att använda massdensiteter, eftersom massa och vikt är relaterade till tyngdaccelerationen, vilken kan förändras beroende på var du befinner dig på jordens yta (och ännu mer om du är på en annan planet!).

• Densiteten hos ett objekt beskriver hur kompakt det är. En viktdensitet beskriver viktfördelningen av objektet, i något område eller volym.

Låt oss säga att vårt laboratorium har två föreningar: A och B. Förening A är en boll som har en volym på 30 cm³ och har en massa av 50 g. Förening B är en perfekt kub med sidor som mäter 6 cm och har en massdensitet på 500 kg / m³. Vad är densiteten för förening A och vilken förening är tyngre?

Vi kan snabbt beräkna massdensiteten för förening A:

Men för att jämföra densiteterna för A och B måste vi konvertera densiteten till att vara samma enheter.

För att konvertera från kg / m³ till g / cm³måste vi använda omvandlingarna: 1 m³ = 1 000 000 cm³ och 1 kg = 1000 g. Därför är massdensiteten för förening B 0,5 g / cm³. Nu kan vi helt enkelt jämföra massdensiteterna och märka att förening B är mindre tät än förening A.

För att svara på vilken som är tyngre måste vi beräkna vikten av varje förening utifrån dess massa och tyngdacceleration. Vi känner till massan av förening A, som är 0,05 kg, så vikten i newton är 0,05 kg × 9,8 m / s²= 0,49 N.

Men för förening B måste vi beräkna volymen den upptar, då är den massa från massdensiteten. Vi kan beräkna volymen av förening B eftersom den är en perfekt kub: volymen är (6 cm)³ = 216 cm³.

Vikten av förening B är volymen gånger densiteten: 216 cm³ gånger 0,5 g / cm³eller 108 g. Vikten är därför 0,108 kg gånger 9,8 m / s²eller 1,07 N.

Vikt är den mängd som beskriver tyngdkraften på ett objekt på grund av dess massa och den lokala accelerationen av tyngdkraften. Därför kan vikten på ett objekt förändras om du flyttar det från en dal till toppen av ett högt berg, eftersom tyngdaccelerationen minskar när vi rör oss bort från jordens kärna.

Massa kan dock bara ändras om objektet ändras fysiskt och en del av dess materia tas bort.

Det är viktigt att komma ihåg skillnaden mellan massa och vikt.