المحتوى
هل سبق لك أن نظرت إلى شيء كبير وغير حي ، مثل دبابة قتال أو طائرة تجارية صغيرة ، وتساءلت عن مدى وزنها؟ إذا كان الأمر كذلك ، كيف ذهب عقلك لمحاولة حتى تخمين؟
هل فكرت في مصطلحات مثل "ثقيلة" ، "سميكة" ، "خفيفة" و "جوفاء"؟ هل حاولت فعلاً حساب معنى "كبير" من الناحية الرياضية التقريبية؟
ربما تخمين أن دبابة وطائرة بدت بنفس الحجم تقريبًا ستكون مختلفة تمامًا في الكتلة (وهما) ، لكن لماذا؟
إذا كان أيًا من هذه الأشياء مألوفًا ، فهذا لأنه سواء كنت على دراية به أم لا ، كان عقلك يحاول العثور على نقطة تقاطع الكميات المادية الصوت ("الحجم") و كتلة أضعاف تسارع من الجاذبية (وزن).
نقطة التقاطع هذه على طول الرحلة من الحجم إلى الوزن كثافة، وهو مقياس مباشر لكمية "الأشياء" لكل وحدة من الفضاء ثلاثي الأبعاد ، أو الكتلة مقسومة على الحجم.
ما هي الكثافة؟
كثافة هي خاصية متأصلة (مضمنة) لمادة تعتمد على مقدار احتلالها لمقدار معين من الفضاء ، مع اعتماد في بعض الأحيان على درجة الحرارة لأن بعض المواد ، بما في ذلك الماء ، يمكن أن تتوسع وتتقلص مع درجات الحرارة والبرودة بدرجات متفاوتة .
يتم التعبير عن الكثافة بوحدات كتلة مقسوما على حجمالمعيار الدولي (وحدات SI يجري كيلوغرام لكل متر مكعب ("مكعب") ، أو كجم / م3. في المختبر ، وحدات مثل غرام لكل سنتيمتر مكعب ، أو جم / سم3، هي أكثر شيوعا.
عندما تفكر في شيء ثقيل ، فأنت عادة ما تكون مسؤولة عن حجمه. حقيبة من كرات القطن بحجم الساحة الرياضية ستكون "ثقيلة". عندما تفكر في نوع من المادة ك "ثقيلة" ، ما تحصل عليه حقا هو الكثافة. يتم تحديد هذه الكمية عادة بواسطة ρ، والرسالة اليونانية الصغيرة رو.
الكتلة والوزن والجاذبية
في حين أن الكتلة ليست ثقيلة ، فإن الأجسام الأكثر كثافة لها أوزان أعلى نسبيًا بسبب نيوتن قانون الجاذبية ، F = ملغ مع ز كونها التسارع بسبب الجاذبية. ز له قيمة 9.8 م / ث2 على الارض، وهذا يعني أنه يضفي قوة 9.8 م / ث2 × 15 كجم = 147 نيوتن (N) على صخرة 15 كجم (33 رطل).
هذه العلاقة نفسها تعني أنه بالنسبة لكائن معين (أي واحد ذو كتلة ثابتة) ، فإن القوة التي يتعرض لها بسبب الجاذبية تتناسب بشكل مباشر مع قيمة ز، والتي بدورها تعتمد على كتلة الكائن المسؤول عن مجال الجاذبية. على القمر ، أين ز = 1.625 م / ث2، كتلة 15 كجم لا يزال لديه كتلة من 15 كجم ، ولكن لها وزن يتم تخفيض بمعامل حوالي ستة: 1.625 م / ث2 × 15 كجم = 24.4 شمالاً
كتلة لحجم الفورمولا
إذا طُلب منك تحويل كجم إلى وحدة تخزين في م3 بالنسبة إلى مادة معينة ، سوف تحصل على رقم أكبر بـ 1000 مرة مما لو كنت قد اخترت تحويل g إلى حجم في سم3 (أو مل).
على سبيل المثال ، 1 متر مكعب من المياه ، والتي لها كثافة بالضبط 1 كجم / لتر بحكم التعريف ، تبلغ كتلته 1000 كيلوغرام (ما يزيد قليلاً عن 2200 رطل) وحجمه يساوي 1000 ليتر. ويستهلك جزء واحد من الماء ، سم واحد فقط3 (أو مل) لذلك طريقة أخرى للتعبير عن هذا 1 جم / مل.
تحويل كجم إلى لتر
لتحويل كيلوغرام إلى لتر ، نظرًا لأن الكيلوجرام واللتر هما وحدتا SI ، فأنت تحتاج فقط إلى تقسيم الكتلة على الكثافة. منذ ρ = م/الخامس, م = ρVو الخامس = م/ρ. عند التحويل من غرام إلى وحدة تخزين بدلاً من ذلك ، يتم تطبيق نفس القاعدة طالما كانت وحدات الصوت سم3 (مل).