Om du känner till dess volym och densitet kan du bestämma vikten på ett plastföremål utan att väga det.Viktanvänds ofta omväxlande medmassai vardagsspråket men faktiskt skiljer de sig från varandra.Massaär mängden materia i ett objekt och är ett objekts motstånd mot acceleration.
Massan är konstant oavsett plats, så en astronaut med en massa på 100 kg på jorden har samma massa på månen.Viktemellertid är kraften på en massa under påverkan av tyngdkraften och ges av förhållandet:
\ text {vikt} = \ text {massa} \ gånger \ text {acceleration på grund av tyngdkraften}
I det metriska systemet har viktenheter Newton (N).
På jordens yta är gravitationsaccelerationg, vilket är 9,81 m / s2. På månen är tyngdacceleration bara en sjätte än jordens och är 1,64 m / s2.
Eftersom vikten varierar med det lokala gravitationsfältet har astronauten med en massa på 100 kg en vikt på 981 N på jorden men bara 164 N på månen. I rymden, bort från gravitationen hos astronomiska kroppar, skulle astronauten ha en vikt på 0 N, ett tillstånd som populärt kallastyngdlöshet.
Hur man bestämmer volym
Volymär mängden utrymme som ett objekt upptar. Det är möjligt att beräkna volymen för en vanlig fast substans, som en kub, genom att mäta dess dimensioner, men denna metod skulle vara svår för oregelbundet formade föremål. Istället kan vi sänka föremålet i vatten och använda det faktum att volymen på förskjutet vatten är lika med volymen på det nedsänkta föremålet.
Vad är densitet?
DeMass densitetav ett objekt, helt enkelt kallatdensitet, är dessmassa dividerat med dess volym. Densitet representeras vanligtvis av den grekiska bokstavenrho (ρ) och ges av ekvationen:
\ rho = \ frac {m} {v}
Härmär massan av ett objekt ochvär dess volym. I det metriska systemet har densiteten enheter av kilogram per kubikmeter (kg / m3) eller gram per kubikcentimeter (g / cm3).
Om du känner till ett objekts täthet, ger omorganisering av densitetsekvationen uttrycket för att beräkna dess massa:
m = \ rho v
När du väl vet massa kan du i sin tur beräkna vikten.
Bestäm vikt experimentellt
1. Skaffa en bit av plasten.Identifiera vilken typ av plast du testar och leta upp dess massdensitet.
2. Mät provets volym.Fyll en stor graderad cylinder med vatten till 500 ml nivå. Sänk plaststycket helt i vattnet.
Många plaster är mindre täta än vatten och kommer att flyta. Placera i så fall en tung vikt som en metallmutter i botten av cylindern och tillsätt vatten till 500 ml-nivån. Ta bort vikten och binda den till plastprovet med en kort trådlängd. Släpp dem i vattnet så att plaststycket är helt nedsänkt.
Viktvolymen inkluderades när cylindern kalibrerades med vatten på 500 ml-nivån, så vikten påverkar inte mätningen. Skillnaden mellan den nya och den ursprungliga vattennivån är objektets volym. Kom ihåg att en milliliter (ml) är lika med en kubikcentimeter (cm)3).
3. Beräkna massan med densitetsekvationen. Plastens massa är densitet multiplicerad med volym:m = ρ × v. Anteckna massan i kg.
4. Beräkna vikten med accelerationen på grund av tyngdkraften.Se till att du använder rätt enheter i det metriska systemet. Vikt (N) = massa (kg) × acceleration på grund av tyngdkraft (m / s2).
Exempel: Beräkning av akrylvikten
Om du vill bestämma vikten på en bit akrylplast, även känd som plexiglas, Lucite eller Acrylite (alla varumärkesnamn), följ stegen som beskrivs i föregående avsnitt:
Steg 1:Skaffa en bit av plasten.Klipp ut ett prov av akryl. Densiteten hos akryl är 1,18 g / cm3.
Steg 2:Mät provets volym.Om vattennivån steg till 550,0 ml efter att plasten nedsänktes i den graderade cylindern, är dess volym 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml eller 50,0 cm3.
Steg 3:Beräkna massan med densitetsekvationen.Massan av plaststycket = densitet × volym = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Steg 4:Beräkna vikten med accelerationen på grund av tyngdkraften. Vikt (N) = massa (kg) × acceleration på grund av tyngdkraft (m / s2). På jorden skulle vikten vara 0,059 kg × 9,81 m / s2 = 0,58 N.