Зміст
Якщо ви знаєте його об'єм і щільність, ви можете визначити вагу пластикового предмета, не зважуючи його. Вага часто використовується взаємозамінно з маси щоденною мовою, але насправді вони різні. Меса - кількість речовини в об'єкті і це опір об'єкта прискоренню.
Маса є постійною незалежно від місця її розташування, тому космонавт масою 100 кг на Землі має ту саму масу на Місяці. Вагаоднак, сила на масу під дією сили тяжіння і задається співвідношенням: Вага = маса × прискорення за рахунок сили тяжіння. У метричній системі вага має одиниці ньютонів (N).
На поверхні Землі гравітаційне прискорення г, що становить 9,81 м / с2. На Місяці гравітаційне прискорення становить лише шостую частину від Землі і становить 1,64 м / с2.
Оскільки вага змінюється залежно від місцевого гравітаційного поля, космонавт масою 100 кг має вагу на Землі 981 Н, але на Місяці лише 164 Н. У глибокому космосі, далеко від сили тяжіння будь-яких астрономічних тіл, космонавт мав би вагу 0 Н, умова, яку в народі називають невагомість.
Як визначити об'єм
Обсяг - це кількість місця, яке займає об'єкт. Можна обчислити об'єм звичайного твердого тіла, як куба, вимірюючи його розміри, але цей спосіб буде важким для об'єктів неправильної форми. Натомість ми можемо занурити об’єкт у воду і використати той факт, що об’єм витісненої води дорівнює об’єму зануреного об’єкта.
Що таке щільність?
The масова щільність об'єкта, просто названого щільність, є його маса, поділена на її об'єм. Щільність зазвичай представлена грецькою літерою rho (ρ) і задається рівнянням: ρ = м/v. Ось м - маса предмета і v - це його обсяг. У метричній системі щільність має одиниці кілограмів на кубічний метр (кг / м.)3) або грам на кубічний сантиметр (г / см3).
Якщо вам відома щільність об'єкта, перестановка рівняння щільності дає вираз для обчислення його маси: м = ρ × v. У свою чергу, дізнавшись масу, можна обчислити вагу.
Визначте вагу експериментально
1. Отримайте шматочок пластику. Визначте тип пластику, який ви випробовуєте, і знайдіть його масову щільність.
2. Виміряйте об’єм зразка. Наповніть великий градуйований балон водою до рівня 500 мл. Занурте шматочок пластику повністю у воду.
Багато пластмаси менш щільні, ніж вода, і будуть плавати. У цьому випадку помістіть велику вагу, як металева гайка, на дно циліндра, після чого додайте воду до рівня 500 мл. Зніміть вагу і прив’яжіть її до пластикового зразка короткою довжиною нитки. Опустіть їх разом у воду, щоб шматок пластику повністю занурився.
Обсяг ваги включався, коли балон відкалібрований водою на рівні 500 мл, тому вага не вплине на вимірювання. Різниця між новим та оригінальним рівнем води - це об’єм об’єкта. Пам’ятайте, що один мілілітр (мл) дорівнює одному кубічному сантиметру (см3).
3. Обчисліть масу за допомогою рівняння щільності. Маса пластику - щільність, помножена на об'єм: м = ρ × v. Запишіть масу в кілограмах.
4. Обчисліть вагу з прискоренням за рахунок сили тяжіння. Обов’язково використовуйте правильні одиниці в метричній системі. Вага (N) = маса (кг) × прискорення за рахунок сили тяжіння (м / с)2).
Приклад: Розрахунок ваги акрилу
Якщо ви хочете визначити вагу шматочка акрилового пластику, також відомого як оргскло, луцит або акриліт (усі торгові марки), виконайте кроки, описані в попередньому розділі:
Крок 1: Отримайте шматочок пластику. Виріжте зразок акрилу. Щільність акрилу становить 1,18 г / см3.
Крок 2: Виміряйте об’єм зразка. Якщо після занурення пластику в градуйований циліндр рівень води підвищився до 550,0 мл, то його обсяг становить 550,0 мл - 500,0 мл = 50,0 мл, або 50,0 см3.
Крок 3: Обчисліть масу за допомогою рівняння щільності. Маса шматка пластику = щільність × об'єм = 1,18 г / см3 × 50,0 см3 = 59 г = 0,059 кг.
Крок 4: Обчисліть вагу з прискоренням за рахунок сили тяжіння. Вага (N) = маса (кг) × прискорення за рахунок сили тяжіння (м / с)2). На Землі вага склав би 0,056 кг × 9,81 м / с2 = 0,58 Н.