Tartalom
- A hangerő meghatározása
- Mi a sűrűség?
- Határozzuk meg a súlyt kísérletileg
- Példa: Az akril tömegének kiszámítása
Ha ismeri annak térfogatát és sűrűségét, meghatározhatja egy műanyag tárgy súlyát anélkül, hogy megmérné. Súly gyakran felcserélhetően használják a tömeg a mindennapi nyelvben, de valójában különböznek egymástól. Tömeg az anyagmennyiség egy tárgyban, és egy objektum gyorsulásnak való ellenállása.
A tömeg állandó a helyétől függetlenül, tehát egy földi 100 kg tömegű űrhajós azonos tömeggel rendelkezik a Holdon. Súlyazonban a tömegre ható erő a gravitáció hatására, és ezt a kapcsolat adja: Súly = tömeg × gyorsulás a gravitáció miatt. A metrikus rendszerben a súly Newton (N) egységekkel rendelkezik.
A Föld felületén a gravitációs gyorsulás g, ami 9,81 m / s2. A Holdon a gravitációs gyorsulás csak a hatodik része a Földnek, és 1,64 m / s2.
Mivel a tömeg változik a helyi gravitációs tértől függően, a 100 kg tömegű űrhajós súlya 981 N volt a Földön, de csak 164 N a Holdon. A mély űrben, bármely csillagászati test gravitációjától eltekintve, az űrhajós súlya 0 N lenne, ezt a körülményt közismert nevén súlytalanság.
A hangerő meghatározása
Hangerő az a hely mennyi helyet foglal el az objektum. A normál szilárd anyag, mint például a kocka térfogata kiszámítható a méretének megmérésével, de ez a módszer bonyolult lenne szabálytalan alakú tárgyak esetén. Ehelyett elmeríthetjük a tárgyat vízben, és felhasználhatjuk azt a tényt, hogy az elhagyott víz térfogata megegyezik a merített tárgy térfogatával.
Mi a sűrűség?
A tömegsűrűség egy objektum, egyszerűen hívják sűrűség, az övé tömeg osztva a térfogatával. A sűrűséget általában a görög levél képviseli Rho (ρ) és az egyenlet adja: ρ = m/v. Itt m egy tárgy tömege és v a térfogata. A metrikus rendszerben a sűrűség kilogramm egység / köbméter egységben van (kg / m3) vagy gramm / köbcentiméter (g / cm3)3).
Ha ismeri az objektum sűrűségét, akkor a sűrűség-egyenlet átrendezésével a tömeg kiszámításához a következő kifejezést kapja: m = ρ × v. Viszont, ha megismeri a tömeget, kiszámolhatja a súlyt.
Határozzuk meg a súlyt kísérletileg
1. Szerezzen egy darab műanyagot. Határozza meg a vizsgált műanyag típusát, és keresse meg annak tömegsűrűségét.
2. Mérjük meg a minta térfogatát. Töltsön meg egy nagy méretű hengert vízzel 500 ml-es szintre. Merítse teljesen a műanyag darabot a vízbe.
Sok műanyag kevésbé sűrű, mint a víz, és úszni fog. Ebben az esetben tegyen nehéz súlyt, mint egy fém anya a henger aljára, majd adjon hozzá vizet az 500 ml-es szintre. Távolítsa el a súlyt és kösse össze egy rövid menettel a műanyag mintához. Dobja össze őket a vízbe, hogy a műanyag darab teljesen belemerüljön.
A palack térfogatát beleszámítottuk, amikor a palackot 500 ml-es vízzel kalibráltuk, így a súly nem befolyásolja a mérést. Az új és az eredeti vízszint közötti különbség a tárgy térfogata. Ne feledje, hogy egy milliliter (ml) egyenlő egy köbcentiméterrel (cm)3).
3. Számítsuk ki a tömeget a sűrűség-egyenlettel. A műanyag tömegét meg kell szorozni térfogattal: m = ρ × v. Jegyezzük fel a tömeget kilogrammban.
4. Számítsa ki a súlyt a gravitáció gyorsulásával. Ügyeljen arra, hogy a metrikus rendszerben helyes egységeket használjon. Súly (N) = tömeg (kg) × gyorsulás a gravitáció miatt (m / s2).
Példa: Az akril tömegének kiszámítása
Ha meg akarja határozni egy akril műanyag darab súlyát, más néven Plexiglas, Lucite vagy Acrylite (minden márkanév alatt elnevezett név), akkor kövesse az előző szakaszban ismertetett lépéseket:
1. lépés: Szerezzen egy darab műanyagot. Vágjon ki egy mintát akrilból. Az akril sűrűsége 1,18 g / cm3.
2. lépés: Mérjük meg a minta térfogatát. Ha a vízszint 550,0 ml-re emelkedett, miután a műanyagot a mérőhengerbe merítették, akkor annak térfogata 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml vagy 50,0 cm3.
3. lépés: Számítsuk ki a tömeget a sűrűség-egyenlettel. A műanyag darab tömege = sűrűség × térfogat = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
4. lépés: Számítsa ki a súlyt a gravitáció gyorsulásával. Súly (N) = tömeg (kg) × gyorsulás a gravitáció miatt (m / s2). A Földön a súly 0,059 kg × 9,81 m / s lenne2 = 0,58 N.