Arşimet, suyun yer değiştirmesini kullanarak yoğunluğu bulma yöntemini ortaya attı. Keşfinin bir hikayesi, kralın altın tacını, muhtemelen bir kuyumcuyu ve bir küveti içerir. Doğru ya da değil, kuyumcunun gerçekten kralı aldatmaya çalışıp çalışmadığından ziyade Arşimet'in keşfinin önemi nedeniyle hikaye şu ya da bu versiyonda hayatta kalıyor.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Yoğunluğun hesaplanması D = m ÷ v formülünü kullanır; burada D yoğunluk, m kütle ve v hacim anlamına gelir. Bir denge ölçeği kullanarak kütleyi bulun ve düzensiz nesnelerin hacmini bulmak için su yer değiştirmesini kullanın. Suyun yer değiştirmesi, suya batırılmış bir cismin yer değiştirdiği su miktarı cismin hacmine eşit olduğu için çalışır. Dereceli silindire daldırılan bir nesne, su seviyesini 40 mililitreden 90 mililitreye çıkarırsa, 50 mililitrelik hacim değişikliği, cismin santimetreküp cinsinden hacmine eşittir.
Yoğunluğu Anlamak
Her maddenin kütlesi vardır ve yer kaplar. Hesaplanan bir değer olan yoğunluk, bir boşluktaki madde miktarını ölçer. Bir malzemenin yoğunluğunu hesaplamak için cismin kütlesini ve hacmini bulun. Yoğunluk eşittir kütle bölü hacim formülünü kullanarak nesnenin yoğunluğunu hesaplayın:
D=\frac{m}{v}
Kütle Bulmak
Kütle bulmak bir denge ölçeği kullanmayı gerektirir. Çoğu kütle ölçeği, bilinmeyen nesneyi bilinen bir kütleye karşı dengeler. Örnekler, bir tahlil ofisinde görülen klasik skala gibi üçlü ışınlı terazileri ve gerçek terazileri içerir. Elektronik teraziler toplu terazi olarak da ayarlanabilir. Banyo terazileri, gereken doğruluk derecesinden yoksun olmanın yanı sıra, kütleyi değil ağırlığı ölçer. Kütle, bir nesnedeki madde miktarını ölçerken ağırlık, bir nesnenin kütlesi üzerindeki yerçekimi çekimini ölçer.
Hacim Bulma
Düzenli geometrik nesnelerin hacmini bulmak için standart formüller kullanılır. Örneğin, bir kutunun hacmi uzunluk çarpı genişlik çarpı yüksekliğe eşittir. Ancak her nesne bir formüle uymaz. Bu düzensiz şekilli nesneler için, nesnenin hacmini bulmak için su yer değiştirme yöntemini kullanın.
Suyun yer değiştirmesi suyun belirli bir özelliğini kullanır: 1 mililitre (kısaltılmış ml) su 1 santimetreküp (cm) yer kaplar.3) su standart sıcaklıkta (0°C) ve basınçta (1 atmosfer) olduğunda boşluk veya hacim. Tamamen suya batırılmış bir nesne, nesnenin hacmine eşit bir su hacmini değiştirir veya dengeler. Yani bir cisim 62 ml su ile yer değiştirirse cismin hacmi 62 cm'ye eşittir.3.
Hacmi bulmak için su yer değiştirmesini kullanma yöntemleri, nesneyi bilinen bir hacimde suya batırmayı ve su seviyesindeki değişimi ölçmeyi gerektirir. Nesne dereceli silindire veya ölçü kabına sığıyorsa, ölçümü doğrudan okuyabilirsiniz. Su seviyesi 40 ml'den başlar ve nesneyi batırdıktan sonra 90 ml'ye değişirse, nesnenin hacmi nihai su hacmi (90 ml) eksi ilk su hacmi (40 ml) veya 50 ml'ye eşittir.
Nesne dereceli silindire veya ölçü kabına sığmıyorsa, yer değiştiren suyun hacmini farklı şekillerde ölçebilirsiniz. Bir yöntem, bir kasenin bir tepsiye veya daha büyük bir kaseye yerleştirilmesini gerektirir. İç kase, nesneyi tamamen batıracak kadar büyük olmalıdır. İç kabı tamamen suyla doldurun. Dikkatlice, dalga oluşturmadan veya sıçramadan nesneyi kaseye kaydırın, yerinden çıkan suyun daha büyük kaseye veya tepsiye dökülmesine izin verin. Fazladan su dökülmemesi için iç kaseyi çok dikkatli bir şekilde çıkarın. Daha sonra büyük kaptaki suyun hacmini ölçün. Bu hacim cismin hacmine eşittir.
İkinci, belki de daha pratik bir yöntem de bir kase kullanır. Kase, nesneyi taşmadan tamamen batıracak kadar büyük olmalıdır. Nesneyi tamamen kaplayacak kadar kaseyi yeterli suyla doldurarak başlayın. Nesneyi eklemeden önce kasedeki su hattını işaretleyin. Dereceli silindir gibi, bu da suyun ilk hacmini gösterir. Ardından, nesnenin tamamen suyla kaplı olduğundan emin olarak nesneyi ekleyin. Bu su hattını kasede işaretleyin. Şimdi nesneyi sudan dikkatlice çıkarın.
Bu noktada su hacmindeki değişimin belirlenmesi gerekmektedir. Bir yöntem, su seviyesini ilk hacim çizgisinden son hacim çizgisine yükseltmek için gereken su miktarını ölçer. Bu hacim cismin hacmine eşittir. İkinci bir yöntem, kaseyi ilk satıra kadar doldurmak için kullanılan su miktarını ölçer, ardından kaseyi ikinci satıra kadar doldurmak için gereken su miktarını ölçer. Son hacim eksi ilk hacim (v) formülünü kullanarakf -vben) nesnenin hacmini verir. Suyun ilk hacmi 900 ml suya ve suyun son hacmi 1.250 ml'ye eşitse, cismin hacmi 1250 – 900 = 350 ml'dir, yani cismin hacmi 350 cm'ye eşittir.3.
Yoğunluk Bulma
Bir nesnenin kütlesini ve hacmini ölçtüğünüzde, yoğunluğu bulmak, ölçümleri yoğunluk formülüne koymayı gerektirir. Örneğin, ölçülen kütle 875 g'a ve ölçülen hacim 350 cm'ye eşitse3, ardından yoğunluk formülü şöyle olur:
D=\frac{875}{350}=2,50
Santimetre küp başına 2,50 gram, genellikle 2,50 g/cm olarak yazılır3.