المحتوى
إذا كنت تعرف حجمها وكثافتها ، يمكنك تحديد وزن جسم بلاستيكي دون وزنه. وزن وغالبا ما تستخدم بالتبادل مع كتلة في اللغة اليومية ولكن في الواقع أنها مختلفة. كتلة هو مقدار المادة في كائن وهو مقاومة كائن إلى التسارع.
الكتلة ثابتة بغض النظر عن موقعها ، وبالتالي فإن رائد فضاء له كتلة 100 كجم على الأرض لديه نفس الكتلة على القمر. وزنومع ذلك ، هي القوة على كتلة تحت تأثير الجاذبية وتعطى بالعلاقة: الوزن = الكتلة × التسارع بسبب الجاذبية. في النظام المتري يحتوي الوزن على وحدات نيوتن (N).
على سطح الأرض تسارع الجاذبية هو زوهو 9.81 م / ث2. على سطح القمر تسارع الجاذبية هو سدس فقط من الأرض و 1.64 م / ث2.
نظرًا لاختلاف الوزن حسب مجال الجاذبية المحلي ، يبلغ وزن رائد الفضاء الذي يبلغ وزنه 100 كيلوغرام 981 نيوتن على سطح الأرض ولكن 164 نيوتن فقط على سطح القمر. في الفضاء السحيق ، وبعيدًا عن جاذبية أي أجسام فلكية ، سيكون لرائد الفضاء 0 نون ، وهي حالة تسمى شعبيا عدم الوزن.
كيفية تحديد حجم
الصوت هو مقدار المساحة التي يشغلها كائن. من الممكن حساب حجم المادة الصلبة العادية ، مثل المكعب ، من خلال قياس أبعادها ولكن هذه الطريقة ستكون صعبة على الكائنات غير المنتظمة. بدلاً من ذلك ، يمكننا غمر الكائن في الماء واستخدام حقيقة أن حجم المياه المهجورة يساوي حجم الكائن المغمور.
ما هي الكثافة؟
ال كثافة الكتلة كائن ، ودعا ببساطة كثافة، هو لها الكتلة مقسومة على حجمها. يتم تمثيل الكثافة عادة بالحرف اليوناني رو (ρ) وتعطى بالمعادلة: ρ = م/الخامس. هنا م هي كتلة كائن و الخامس هو حجمها. في النظام المتري الكثافة لديها وحدات كيلوغرام لكل متر مكعب (كجم / م3) أو غرام لكل سنتيمتر مكعب (جم / سم3).
إذا كنت تعرف كثافة كائن ما ، فإن إعادة ترتيب معادلة الكثافة تعطي التعبير لحساب كتلته: م = ρ × الخامس. في المقابل ، بمجرد معرفة الكتلة ، يمكنك حساب الوزن.
تحديد الوزن تجريبيا
1. الحصول على قطعة من البلاستيك. حدد نوع البلاستيك الذي تختبره وابحث عن كثافة كتلته.
2. قياس حجم العينة. ملء اسطوانة كبيرة تخرج مع الماء إلى مستوى 500 مل. تزج قطعة من البلاستيك تماما في الماء.
العديد من المواد البلاستيكية أقل كثافة من الماء وسوف تطفو. في هذه الحالة ، ضع ثقلًا مثل الجوز المعدني في الجزء السفلي من الاسطوانة ثم أضف الماء إلى مستوى 500 مل. أخرج الوزن واربطه بعينة بلاستيكية بطول قصير من الخيط. قم بإسقاطها معًا في الماء حتى تغمر قطعة البلاستيك تمامًا.
تم تضمين حجم الوزن عند معايرة الاسطوانة بالماء عند مستوى 500 مل ، وبالتالي فإن الوزن لن يؤثر على القياس. الفرق بين مستويات المياه الجديدة والأصلية هو حجم الكائن. تذكر أن ملليلتر واحدة (مل) تساوي سنتيمتر مكعب واحد (سم)3).
3. حساب الكتلة مع معادلة الكثافة. كتلة البلاستيك الكثافة مضروبة بالحجم: م = ρ × الخامس. سجل الكتلة بالكيلوغرام.
4. حساب الوزن مع التسارع بسبب الجاذبية. تأكد من استخدام الوحدات الصحيحة في النظام المتري. الوزن (N) = الكتلة (كجم) × التسارع بسبب الجاذبية (م / ث2).
مثال: حساب وزن الأكريليك
إذا كنت ترغب في تحديد وزن قطعة من البلاستيك الأكريليك ، والمعروفة أيضًا باسم زجاجي ، أو Lucite أو Acrylite (جميع أسماء العلامات التجارية) ، فاتبع الخطوات الموضحة في القسم السابق:
الخطوة 1: الحصول على قطعة من البلاستيك. قطع عينة من الاكريليك. كثافة الأكريليك 1.18 جم / سم3.
الخطوة 2: قياس حجم العينة. إذا ارتفع مستوى الماء إلى 550.0 مل بعد غمر البلاستيك في الاسطوانة المتدرجة ، يكون حجمه 550.0 مل - 500.0 مل = 50.0 مل ، أو 50.0 سم3.
الخطوه 3: حساب الكتلة مع معادلة الكثافة. كتلة قطعة من البلاستيك = الكثافة × حجم = 1.18 غرام / سم3 × 50.0 سم3 = 59 جم = 0.059 كجم.
الخطوة 4: حساب الوزن مع التسارع بسبب الجاذبية. الوزن (N) = الكتلة (كجم) × تسارع بسبب الجاذبية (م / ث2). على الأرض ، سيكون الوزن 0.059 كجم × 9.81 م / ث2 = 0.58 ن.