Inhoud
- Hoe het volume te bepalen
- Wat is dichtheid?
- Bepaal experimenteel gewicht
- Voorbeeld: het gewicht van acryl berekenen
Als u het volume en de dichtheid kent, kunt u het gewicht van een plastic voorwerp bepalen zonder het te wegen. Gewicht wordt vaak door elkaar gebruikt met massa in de dagelijkse taal, maar in feite verschillen ze. Massa is de hoeveelheid materie in een object en is de weerstand van een object tegen versnelling.
Massa is constant, ongeacht de locatie, dus een astronaut met een massa van 100 kg op aarde heeft dezelfde massa op de maan. Gewichtis echter de kracht op een massa onder invloed van de zwaartekracht en wordt gegeven door de relatie: Gewicht = massa × versnelling door zwaartekracht. In het metrische systeem heeft gewicht eenheden van Newton (N).
Op het aardoppervlak is de zwaartekrachtversnelling gdie 9,81 m / s is2. Op de maan is de zwaartekrachtversnelling slechts een zesde die van de aarde en is 1,64 m / s2.
Omdat het gewicht varieert met het lokale zwaartekrachtsveld, heeft de astronaut met een massa van 100 kg een gewicht van 981 N op aarde, maar slechts 164 N op de maan. In de diepe ruimte, weg van de zwaartekracht van astronomische lichamen, zou de astronaut een gewicht hebben van 0 N, een aandoening die in de volksmond wordt genoemd gewichtloosheid.
Hoe het volume te bepalen
Volume is de hoeveelheid ruimte die een object inneemt. Het is mogelijk om het volume van een normale vaste stof, zoals een kubus, te berekenen door de afmetingen te meten, maar deze methode zou moeilijk zijn voor onregelmatig gevormde objecten. In plaats daarvan kunnen we het object onderdompelen in water en het feit gebruiken dat het volume van verplaatst water gelijk is aan het volume van het ondergedompelde object.
Wat is dichtheid?
De massadichtheid van een object, eenvoudigweg genoemd dichtheid, is zijn massa gedeeld door zijn volume. Dichtheid wordt meestal weergegeven door de Griekse letter rho (ρ) en wordt gegeven door de vergelijking: ρ = m/v. Hier m is de massa van een object en v is het volume. In het metrische systeem heeft de dichtheid eenheden van kilogram per kubieke meter (kg / m3) of gram per kubieke centimeter (g / cm3).
Als u de dichtheid van een object kent, geeft herschikken van de dichtheidsvergelijking de uitdrukking voor het berekenen van de massa: m = ρ × v. Als je eenmaal massa weet, kun je op zijn beurt het gewicht berekenen.
Bepaal experimenteel gewicht
1. Pak een stuk van het plastic. Bepaal het type plastic dat u test en zoek de massadichtheid op.
2. Meet het volume van het monster. Vul een grote maatcilinder met water tot een niveau van 500 ml. Dompel het stuk plastic volledig in het water.
Veel kunststoffen zijn minder dicht dan water en zullen drijven. Plaats in dit geval een zwaar gewicht zoals een metalen moer op de bodem van de cilinder en voeg water toe tot het niveau van 500 ml. Verwijder het gewicht en knoop het vast aan het plastic monster met een korte draadlengte. Laat ze samen in het water vallen zodat het stuk plastic volledig is ondergedompeld.
Het volume van het gewicht was inbegrepen toen de cilinder werd gekalibreerd met water op het niveau van 500 ml, dus het gewicht heeft geen invloed op de meting. Het verschil tussen de nieuwe en originele waterstanden is het volume van het object. Vergeet niet dat één milliliter (ml) gelijk is aan één kubieke centimeter (cm3).
3. Bereken massa met de dichtheidsvergelijking. De massa van het plastic is dichtheid vermenigvuldigd met volume: m = ρ × v. Noteer de massa in kilogram.
4. Bereken het gewicht met de versnelling als gevolg van de zwaartekracht. Zorg ervoor dat u de juiste eenheden in het metrische systeem gebruikt. Gewicht (N) = massa (kg) × versnelling door zwaartekracht (m / s2).
Voorbeeld: het gewicht van acryl berekenen
Als u het gewicht van een stuk acrylplastic wilt bepalen, ook bekend als plexiglas, Lucite of Acrylite (alle handelsmerken), volgt u de stappen die in de vorige sectie zijn beschreven:
Stap 1: Pak een stuk van het plastic. Knip een monster acryl uit. De dichtheid van acryl is 1,18 g / cm3.
Stap 2: Meet het volume van het monster. Als het waterniveau steeg tot 550,0 ml nadat het plastic in de maatcilinder was ondergedompeld, dan is het volume 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml of 50,0 cm3.
Stap 3: Bereken massa met de dichtheidsvergelijking. De massa van het stuk plastic = dichtheid x volume = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Stap 4: Bereken het gewicht met de versnelling als gevolg van de zwaartekracht. Het gewicht (N) = massa (kg) x versnelling door zwaartekracht (m / s2). Op aarde zou het gewicht 0,059 kg × 9,81 m / s zijn2 = 0,58 N.