Sűrűség: Definíció, képletek, egységek, példaproblémák
Mielőtt ismeri a sűrűséggel kapcsolatos különféle képleteket, ismernie kell maga a sűrűség jelentését, alaposan meg kell néznie az alábbi véleményeket.
Tartalomjegyzék
Mi az a sűrűség?
Láttál már vízen úszó hajót?
A fából készült csónakok úszhatnak a vízen, mert a fa sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége.
Ezután a tartályban vízzel elkevert olaj elválasztja az anyagokat és lebeg a vízen.
A víz sűrűsége ugyanis nagyobb, mint az olajé.
A sűrűség fogalmát úgy lehet értelmezni, hogy egy tárgy mennyire nehéz vagy mennyire könnyű a térfogatában.
Sűrűség egyedül van egy tárgy térfogategységére eső tömegének mérése.
Minél nagyobb egy tárgy sűrűsége, annál nagyobb a tömeg az egyes térfogatokban.
Az egyes tárgyak átlagos sűrűsége a teljes tömeg elosztva a teljes térfogattal.
Az anyag sűrűségét sűrűségének nevezzük, amelyet (rho) használatával jelölünk, amely az anyag térfogatának tömegének szorzata.
Ez összhangban van az anyag fő tulajdonságainak, nevezetesen tömegével és térfogatával.
Az anyag állapota a sűrűség alapján
Az alábbiakban felsorolunk néhány objektumot a vízben, az objektum sűrűségének nagysága alapján, beleértve:
1. Repülő
Az úszáshoz a vízben lévő tárgyaknak ugyanolyan sűrűségűeknek kell lenniük, mint maga a víz.
Azt mondhatjuk, hogy egy tárgy lebeg, ha minden része a folyadékban van.
Ha egy tárgyat folyadékba helyeznek, a tárgy nem mozog sem felfelé, sem lefelé (lebeg), ami azt jelenti, hogy a felfelé irányuló erő (Fa) megegyezik a gravitációval (w).
2. Úszó
Az úszáshoz a vízben lévő tárgy sűrűségének kisebbnek kell lennie, mint a víz sűrűsége.
Egy tárgyat úszónak nevezhetünk, ha egésze vagy egy része a folyadék felülete felett van.
Ha egy tárgyat folyadékba helyeznek, a tárgy felfelé mozog, így a felfelé irányuló erő (Fa) nagyobb lesz, mint a gravitáció (w).
3. megfullad
Azt mondhatjuk, hogy egy tárgy elsüllyed, ha az objektum nagyobb sűrűségű a víz sűrűségéhez képest, így az objektum egyenlőtlen nettó lefelé irányuló erőt fog tapasztalni nullával.
Ami azt jelenti, hogy az objektum a tartály / folyadék helyén van.
Ha egy tárgy folyadékba kerül, lefelé mozog, amíg hozzá nem ér a tartály aljához folyékony és alul marad, így a felfelé irányuló erő (Fa) kisebb lesz, mint a súly.
Sűrűség képletek és mértékegységek
Az objektum sűrűségének meghatározásához használhatja az alábbi egyenletet vagy képletet:
= m / V
Információ:
- = a tárgy sűrűsége (kg / m3) (g / cm3)
- m = a tárgy tömege (kg)
- V = az objektum térfogata (m3 vagy cm3)
A sűrűség szimbóluma „rho”.
A sűrűség képlete annak eredménye, hogy az objektum tömegét elosztjuk az objektum térfogatával.
A sűrűség mértéke a nemzetközi mértékegység-rendszer szerint Kg / m3 / Kg m-3.
A tömeg Kg-egységekkel rendelkezik, és egységnyi térfogata m3.
Íme néhány további egység konverzió, amelyet tudnia kell:
- 1 Kg / m3 = 0,001 g / cm3
- 1 g / cm3 = 1000 kg / m3
- 1 liter = 1000 milli liter = 1000 cm3
Mi a különbség egy tárgy tömege és sűrűsége között?
Válasz: A tömeg jelzi az objektumban jelenlévő részecskék számát, míg a sűrűség azt jelzi, hogy egy részecske milyen szorosan, sűrűn helyezkedik el.
A sűrűség mérése
Az objektum sűrűségének méréséhez először ismernie kell az objektum tömegét és térfogatát.
- Egy objektum tömegét mérleg segítségével mérheti.
- A térfogat különféle módokon mérhető, például:
Ha az objektum szabályos alak (kocka, tömb vagy gömb), akkor megmérheti az oldalak hosszát, majd kiszámíthatja a térfogatot az egyes alakzatok térfogat-képletének felhasználásával.
Ha azonban a mérendő tárgy szabálytalan alakú (kő), akkor mérőpohárral mérheti a térfogatát. - A sűrűséget úgy találjuk meg, hogy egy tárgy tömegét elosztjuk annak térfogatával.
Azt kell tudni, hogy minden tárgynak más a tömegsűrűsége.
A tömeg sűrűsége határozza meg, hogy milyen szoros / kemény az anyag.
Itt vannak a különféle anyagok és az anyagok tömegsűrűsége:
| Anyag neve | kg / m3-ben | g / cm3-ben |
|---|---|---|
| Víz (4 Celsius fok) | 1.000 kg / m3 | 1 gr / cm3 |
| Alkohol | 800 kg / m3 | 0,8 gr / cm3 |
| Higany | 13 600 kg / m3 | 13,6 gr / cm3 |
| Alumínium | 2.700 kg / m3 | 2,7 gr / cm3 |
| Vas | 7.874 kg / m3 | 7,87 gr / cm3 |
| Arany | 19 300 kg / m3 | 19,3 gr / cm3 |
| Sárgaréz | 8400 kg / m3 | 8,4 gr / cm3 |
| Ezüst | 10 500 kg / m3 | 10,5 gr / cm3 |
| Platina | 21 450 kg / m3 | 21,45 gr / cm3 |
| Cink | 7 140 kg / m3 | 7,14 gr / cm3 |
| Levegő (27 Celsius fok) | 1,2 kg / m3 | 0,0012 gr / cm3 |
| Jég | 920 kg / m3 | 0,92 gr / cm3 |
*) A sűrűség a sűrűség vagy sűrűség másik neve.
Példák a problémákra
Annak érdekében, hogy könnyebben megérthesse a fenti anyagot, itt bemutatunk néhány példát a sűrűséggel kapcsolatos kérdésekre és megbeszélésekre, többek között:
1. Ismert, hogy egy 5 liter iszap súlya 6 kilogramm. Számolja ki az iszap sűrűségét kilogramm / literben!
Válasz:
Ismert:
- m = 6 kg, V = 5 l
Megoldás:
Sűrűség = 6/5 = 1,2 kg / l.
2. Ismert, hogy 2 köbméter fa 1400 kg. Mekkora a fa sűrűsége?
Válasz:
Ismert:
- m = 1400 kg, V = 2 m³
Megoldás:
Sűrűség = 1400/2 = 700 kg / m³
3. Ismeretes, hogy egy szintetikus anyagból készült szilárd kocka alakú tárgy oldalhossza 10 cm. A tárgy súlya fél kilogramm. Számítsa ki az objektum sűrűségét kilogrammban / köbméterben!
Válasz:
Ismert:
m = 0,5 kg, s = 10 cm
Megoldás:
A kocka térfogata = V = 10 x 10 x 10 = 1000 cm3 = 0,001 m³
Tehát a sűrűség:
= 0,5 / 0,001 = 500 kg / m³
4. Mekkora a víz tömege, ha annak térfogata 1 liter?
Válasz:
Ismert:
- V = 1 liter = 0,001 m³
Megoldás:
Ismeretes, hogy a víz sűrűsége = 1000 kg / m³.
Tehát a sűrűség képlet használatával a következőket kapjuk:
m = V = (1000) (0,001) = 1 kg
5. A szabálytalan alakú vas súlya 14 kg. A vas térfogatát ezután vízzel töltött mérőpohár segítségével mérjük. A vas hozzáadása előtt a vízmennyiség megtölti a mérőpoharat. Vas beillesztése után a pohárban lévő víz kiömlött. Mennyi víz ömlött?
Válasz:
Ismert:
- A kő tömege (m) = 14 kg
Megoldás:
Ismeretes, hogy a vas sűrűsége ρ = 7,874 Kg / m³, tehát
A vízzel töltött mérőpohárba helyezett kő mennyisége pazarolja az üveg kiömlött vízét. Ami azt jelenti, hogy a kiömlött víz mennyisége = Kő térfogata
v = m / = 14 / 7,874 = 1,77 m³.
Úgy, hogy az elhasznált víz 1,77 m³ legyen.
6. A mérőpoharat először 45 ml magasságig vízzel töltik meg. Kövekkel való feltöltés után a mérőpohárban lévő víz 75 ml-re emelkedik. Számítsa ki a kőzet sűrűségét, ha a kőzet tömege 120 gramm.
Válasz:
Ismert:
m = 120 g
V = 75 ml - 45 ml
= 30 ml, vagy
= 30 cm3
Kérdezte:
- ρ….?
Megoldás:
ρ = m/V
= 120 g/30 cm3
= 4 g/cm3
Tehát látható, hogy a kőzet sűrűsége 4 g/cm3