Архімед заснував метод пошуку щільності за допомогою витіснення води. Одна з історій його відкриття стосується золотої корони короля, можливо пишного ювеліра та ванни. Правда це чи ні, історія виживає в тій чи іншій версії через важливість відкриття Архімеда, а не через те, чи справді ювелір намагався обдурити короля.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Для розрахунку щільності використовується формула D = m ÷ v, де D означає щільність, m означає масу, v означає об’єм. Знайдіть масу за допомогою ваги ваги, а за допомогою водотоннажності знайдіть об’єм нерегулярних предметів. Витіснення води працює, оскільки кількість води, витісненої зануреним у воду об’єктом, дорівнює об’єму об’єкта. Якщо предмет, занурений у градуйований циліндр, підвищує рівень води з 40 мілілітрів до 90 мілілітрів, зміна об’єму на 50 мілілітрів дорівнює об’єму об’єкта в кубічних сантиметрах.
Розуміння щільності
Вся матерія має масу і займає простір. Щільність, обчислене значення, вимірює кількість речовини в просторі. Для обчислення щільності матеріалу знайдіть масу та об’єм предмета. Обчисліть щільність об'єкта за формулою щільність дорівнює масі, поділеній на об'єм:
D = \ frac {m} {v}
Пошук меси
Пошук маси вимагає використання ваги. Більшість масових шкал врівноважують невідомий об’єкт проти відомої маси. Приклади включають потрійні баланси і справжні баланси, як класичний масштаб, який можна побачити в аналітичному кабінеті. Електронні ваги також можуть бути встановлені як масові ваги. Ваги у ванній кімнаті, окрім відсутності необхідної точності, вимірюють вагу, а не масу. Маса вимірює кількість речовини в об’єкті, тоді як вага вимірює тяжіння сили тяжіння до маси об’єкта.
Пошук обсягу
Знаходження об’єму регулярних геометричних об’єктів використовує стандартні формули. Наприклад, обсяг коробки дорівнює довжині, ширині та висоті. Однак не кожному об'єкту підходить формула. Для цих об’єктів неправильної форми використовуйте метод витіснення води, щоб знайти об’єм об’єкта.
Витіснення води використовує певну властивість води: 1 мілілітр (скорочено мл) води займає 1 кубічний сантиметр (см3) простору або об'єму, коли вода має стандартну температуру (0 ° C) і тиск (1 атмосфера). Об'єкт, повністю занурений у воду, витісняє або витісняє об'єм води, рівний об'єму об'єкта. Отже, якщо предмет витісняє 62 мл води, об’єм об’єкта дорівнює 62 см3.
Методи використання витіснення води для знаходження об’єму вимагають занурення об’єкта у відомий об’єм води та вимірювання зміни рівня води. Якщо предмет поміщається в градуйований циліндр або мірну чашку, ви можете прочитати вимірювання безпосередньо. Якщо рівень води починається з 40 мл і змінюється до 90 мл після занурення об’єкта, об’єм об’єкта дорівнює кінцевому об’єму води (90 мл) мінус початковий об’єм води (40 мл) або 50 мл.
Якщо предмет не поміщається у градуйований циліндр або мірну чашку, можна виміряти об’єм витісненої води різними способами. Один із способів вимагає розміщення миски в піддоні або більшої чаші. Внутрішня чаша повинна бути досить великою, щоб повністю занурити предмет. Наповніть внутрішню чашу повністю водою. Обережно, не створюючи хвиль або бризок, засуньте предмет у чашу, даючи витісненій воді вилитися у більшу чашу або піддон. Виймайте внутрішню чашу дуже обережно, щоб не пролилася зайва вода. Потім виміряйте об’єм води у більшій мисці. Цей об’єм дорівнює об’єму об’єкта.
Другий, можливо, більш практичний метод, також використовує чашу. Чаша повинна бути досить великою, щоб повністю занурити предмет, не переливаючись. Почніть із наповнення чаші достатньою кількістю води, щоб повністю покрити предмет. Перш ніж додати предмет, позначте в чаші лінію води. Як і градуйований циліндр, це позначає початковий об'єм води. Далі додайте об’єкт, переконавшись, що об’єкт повністю покритий водою. Позначте цю лінію води на мисці. Тепер обережно вийміть предмет з води.
На цьому етапі потрібно визначити зміну об’єму води. Один із способів вимірює кількість води, необхідну для підвищення рівня води від початкової лінії обсягу до лінії кінцевого об’єму. Цей об’єм дорівнює об’єму об’єкта. Другий метод вимірює кількість води, яка використовується для наповнення чаші, до першого рядка, потім вимірює кількість води, необхідної для наповнення чаші, до другого рядка. Використовуючи формулу кінцевий об’єм мінус початковий об’єм (vf - тi) дає об'єм об'єкта. Якщо початковий об'єм води дорівнює 900 мл води, а кінцевий об'єм води дорівнює 1250 мл, об'єм предмета становить 1250 - 900 = 350 мл, тобто об'єм об'єкта дорівнює 350 см.3.
Пошук щільності
Після того, як ви виміряли масу та об’єм об’єкта, знаходження щільності вимагає внесення вимірювань у формулу щільності. Наприклад, якщо виміряна маса дорівнює 875 г, а виміряний об’єм дорівнює 350 см3, тоді формула щільності стає:
D = \ frac {875} {350} = 2,50
2,50 грама на кубічний сантиметр, зазвичай це пишуть як 2,50 г / см3.
