Innehåll
Om du känner till dess volym och densitet kan du bestämma vikten på ett plastföremål utan att väga det. Vikt används ofta omväxlande med massa i vardagsspråket men faktiskt de olika. Massa är mängden materia i ett objekt och är motståndet hos ett objekt mot acceleration.
Massan är konstant oavsett plats, så en astronaut med en massa på 100 kg på jorden har samma massa på månen. Viktemellertid är kraften på en massa under påverkan av tyngdkraften och ges av förhållandet: Vikt = massa × acceleration på grund av tyngdkraften. I det metriska systemet har vikten enheter av Newton (N).
På jordens yta är gravitationsaccelerationen g, vilket är 9,81 m / s2. På månens gravitationsacceleration är bara en sjättedel av jorden och är 1,64 m / s2.
Eftersom vikten varierar med det lokala gravitationsfältet har astronauten med en massa av 100 kg en vikt på 981 N på jorden men endast 164 N på månen. I det djupa utrymmet, borta från all astronomiska kroppers allvar, skulle astronauten ha en vikt av 0 N, ett tillstånd populärt kallat tyngdlöshet.
Hur man bestämmer volym
Volym är mängden utrymme ett objekt upptar. Det är möjligt att beräkna volymen för ett vanligt fast ämne, som en kub, genom att mäta dess dimensioner men denna metod skulle vara svår för oregelbundet formade föremål. Istället kan vi sänka objektet i vatten och använda det faktum att volymen förträngd vatten är lika med volymen för det nedsänkta objektet.
Vad är densitet?
De Mass densitet av ett objekt, helt enkelt kallat densitet, är dess massa dividerat med dess volym. Densitet representeras vanligtvis av den grekiska bokstaven rho (ρ) och ges av ekvationen: ρ = m/v. Här m är massan hos ett objekt och v är dess volym. I det metriska systemet har tätheten enheter på kg per kubikmeter (kg / m3) eller gram per kubikcentimeter (g / cm)3).
Om du känner till ett objekts täthet, omorganiserar densitetsekvationen ger uttrycket för att beräkna dess massa: m = ρ × v. I sin tur kan du beräkna vikt när du väl vet massan.
Bestäm vikt experimentellt
1. Skaffa en bit av plasten. Identifiera vilken typ av plast du testar och leta upp dens massatäthet.
2. Mät provets volym. Fyll en stor graderad cylinder med vatten till 500 ml. Sänk ner plaststycket helt i vattnet.
Många plaster är mindre täta än vatten och flyter. Placera i detta fall en tung vikt som en metallmutter i cylinderns botten och tillsätt sedan vatten till 500 ml-nivån. Ta bort vikten och knyt den till plastprovet med en kort trådlängd. Släpp dem i vattnet så att plaststycket är helt nedsänkt.
Volymen av vikten inkluderades när cylindern kalibrerades med vatten på 500 ml-nivån, så vikten påverkar inte mätningen. Skillnaden mellan de nya och ursprungliga vattennivåerna är objektets volym. Kom ihåg att en milliliter (ml) är lika med en kubikcentimeter (cm)3).
3. Beräkna massa med densitetsekvationen. Plastens massa multipliceras med volym: m = ρ × v. Registrera massan i kilogram.
4. Beräkna vikt med accelerationen på grund av tyngdkraften. Se till att använda rätt enheter i det metriska systemet. Vikt (N) = massa (kg) × acceleration på grund av tyngdkraften (m / s)2).
Exempel: Beräkna vikten av akryl
Om du vill bestämma vikten på en bit akrylplast, även känd som plexiglas, Lucit eller akrylit (alla varumärkesnamn), följ stegen som beskrivs i föregående avsnitt:
Steg 1: Skaffa en bit av plasten. Klipp ut ett prov av akryl. Akrylens densitet är 1,18 g / cm3.
Steg 2: Mät provets volym. Om vattennivån steg till 550,0 ml efter att plasten nedsänktes i den graderade cylindern, är dess volym 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml, eller 50,0 cm3.
Steg 3: Beräkna massa med densitetsekvationen. Plastmassans massa = densitet × volym = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Steg 4: Beräkna vikt med accelerationen på grund av tyngdkraften. Vikten (N) = massa (kg) × acceleration på grund av tyngdkraften (m / s)2). På jorden skulle vikten vara 0,059 kg × 9,81 m / s2 = 0,58 N.