Obsah
Ak poznáte jeho objem a hustotu, môžete určiť hmotnosť plastového objektu bez jeho váženia. závažia sa často používa zameniteľne s hmota v každodennom jazyku, ale v skutočnosti sa líšia. hmota je množstvo látky v objekte a je odolnosťou objektu voči zrýchleniu.
Hmota je konštantná bez ohľadu na jej umiestnenie, takže astronaut s hmotnosťou 100 kg na Zemi má rovnakú hmotnosť na Mesiaci. závažiaje však sila na hmotnosť pod vplyvom gravitácie a je daná vzťahom: Hmotnosť = hmotnosť × zrýchlenie v dôsledku gravitácie, V metrickom systéme má hmotnosť jednotky Newtonov (N).
Na povrchu Zeme je gravitačné zrýchlenie g, čo je 9,81 m / s2, Na Mesiaci je gravitačné zrýchlenie iba šestinou rýchlosti Zeme a je 1,64 m / s2.
Pretože hmotnosť sa mení v závislosti od miestneho gravitačného poľa, má astronaut s hmotnosťou 100 kg na Zemi hmotnosť 981 N, ale na Mesiaci iba 164 N. V hlbokom vesmíre, mimo gravitácie akýchkoľvek astronomických telies, by mal mať astronaut váhu 0 N, čo je stav, ktorý sa bežne nazýva beztížnost.
Ako určiť objem
objem je množstvo priestoru, ktoré objekt zaberá. Je možné vypočítať objem pravidelného telesa, ako kocky, zmeraním jeho rozmerov, ale táto metóda by bola ťažká pre nepravidelne tvarované predmety. Namiesto toho môžeme objekt ponoriť do vody a použiť skutočnosť, že objem vytlačenej vody sa rovná objemu ponoreného objektu.
Čo je hustota?
hmotnostná hustota objektu, jednoducho nazvaný hustota, je jeho hmotnosť vydelená jeho objemom, Hustotu zvyčajne predstavuje grécky list rho (ρ) a je daná rovnicou: ρ = m/proti, Tu m je hmotnosť objektu a proti je jeho objem. V metrickom systéme má hustota jednotky kilogramov na meter kubický (kg / m)3) alebo gramov na centimeter kubický (g / cm3).
Ak poznáte hustotu objektu, zmena usporiadania rovnice hustoty dáva výraz pre výpočet jej hmotnosti: m = ρ × proti, Akonáhle poznáte hmotnosť, môžete vypočítať hmotnosť.
Experimentálne určte hmotnosť
1. Získať kúsok plastu. Identifikujte typ plastu, ktorý testujete, a vyhľadajte jeho hustotu.
2. Zmerajte objem vzorky. Naplňte veľký odmerný valec vodou na hladinu 500 ml. Ponorte úplne plast do vody.
Mnoho plastov je menej hustých ako voda a bude plávať. V takom prípade dajte ťažkú hmotnosť ako kovová matica na dno valca a potom pridajte vodu do úrovne 500 ml. Závažie sa odoberie a pripevní sa k plastovej vzorke krátkym závitom. Kvapka je spolu do vody, takže kus plastu je úplne ponorený.
Objem hmotnosti bol zahrnutý, keď bol valec kalibrovaný vodou pri hladine 500 ml, takže hmotnosť neovplyvní meranie. Rozdiel medzi novou a pôvodnou hladinou vody je objem objektu. Nezabudnite, že jeden mililiter (ml) sa rovná jednému kubickému centimetru (cm)3).
3. Vypočítajte hmotnosť pomocou rovnice hustoty. Hmotnosť plastu je hustota násobená objemom: m = ρ × proti, Zaznamenajte hmotnosť v kilogramoch.
4. Vypočítajte hmotnosť pomocou zrýchlenia v dôsledku gravitácie. Uistite sa, že v metrickom systéme používate správne jednotky. Hmotnosť (N) = hmotnosť (kg) × zrýchlenie v dôsledku gravitácie (m / s2).
Príklad: Výpočet hmotnosti akrylu
Ak chcete určiť hmotnosť kusu akrylového plastu, známeho tiež ako plexisklo, Lucite alebo Acrylite (všetky názvy pod ochrannými známkami), postupujte podľa krokov opísaných v predchádzajúcej časti:
Krok 1: Získať kúsok plastu. Vystrihnite vzorku akrylu. Hustota akrylu je 1,18 g / cm3.
Krok 2: Zmerajte objem vzorky. Ak hladina vody stúpne na 550,0 ml po ponorení plastu do odmerného valca, potom je jeho objem 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml alebo 50,0 cm3.
Krok 3: Vypočítajte hmotnosť pomocou rovnice hustoty. Hmotnosť kusu plastu = hustota × objem = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Krok 4: Vypočítajte hmotnosť pomocou zrýchlenia v dôsledku gravitácie, Hmotnosť (N) = hmotnosť (kg) × zrýchlenie v dôsledku gravitácie (m / s)2). Na Zemi by hmotnosť bola 0,059 kg x 9,81 m / s2 = 0,58 N.