Contenuto
- Come determinare il volume
- Cos'è la densità?
- Determina il peso sperimentalmente
- Esempio: calcolo del peso dell'acrilico
Se conosci il volume e la densità, puoi determinare il peso di un oggetto in plastica senza pesarlo. Peso è spesso usato in modo intercambiabile con massa nel linguaggio di tutti i giorni, ma in realtà sono diversi. Massa è la quantità di materia in un oggetto ed è la resistenza di un oggetto all'accelerazione.
La massa è costante indipendentemente dalla sua posizione, quindi un astronauta con una massa di 100 kg sulla Terra ha la stessa massa sulla luna. Peso, tuttavia, è la forza su una massa sotto l'influenza della gravità ed è data dalla relazione: Peso = massa × accelerazione dovuta alla gravità. Nel sistema metrico il peso ha unità di Newton (N).
Sulla superficie della Terra è l'accelerazione gravitazionale g, che è 9,81 m / s2. Sulla luna l'accelerazione gravitazionale è solo un sesto di quella terrestre ed è 1,64 m / s2.
Poiché il peso varia con il campo gravitazionale locale, l'astronauta con una massa di 100 kg ha un peso di 981 N sulla Terra ma solo 164 N sulla luna. Nello spazio profondo, lontano dalla gravità di qualsiasi corpo astronomico, l'astronauta avrebbe un peso di 0 N, una condizione comunemente chiamata assenza di gravità.
Come determinare il volume
Volume è la quantità di spazio occupato da un oggetto. È possibile calcolare il volume di un solido normale, come un cubo, misurandone le dimensioni, ma questo metodo sarebbe difficile per oggetti di forma irregolare. Invece, possiamo immergere l'oggetto in acqua e usare il fatto che il volume di acqua spostata è uguale al volume dell'oggetto immerso.
Cos'è la densità?
Il densità di massa di un oggetto, chiamato semplicemente densità, é suo massa divisa per il suo volume. La densità è solitamente rappresentata dalla lettera greca rho (ρ) ed è dato dall'equazione: ρ = m/v. Qui m è la massa di un oggetto e v è il suo volume. Nel sistema metrico la densità ha unità di chilogrammi per metro cubo (kg / m3) o grammi per centimetro cubo (g / cm3).
Se conosci la densità di un oggetto, riorganizzare l'equazione della densità dà l'espressione per calcolare la sua massa: m = ρ × v. A sua volta, una volta che conosci la massa, puoi calcolare il peso.
Determina il peso sperimentalmente
1. Ottieni un pezzo di plastica. Identifica il tipo di plastica che stai testando e cerca la sua densità di massa.
2. Misura il volume del campione. Riempi un cilindro graduato grande con acqua fino al livello di 500 ml. Immergi completamente il pezzo di plastica nell'acqua.
Molte materie plastiche sono meno dense dell'acqua e galleggiano. In questo caso, posizionare un peso pesante come un dado di metallo nella parte inferiore del cilindro, quindi aggiungere acqua al livello di 500 ml. Rimuovere il peso e legarlo al campione di plastica con una breve lunghezza di filo. Lasciali cadere nell'acqua in modo che il pezzo di plastica sia completamente immerso.
Il volume del peso è stato incluso quando il cilindro è stato calibrato con acqua al livello di 500 ml, quindi il peso non influirà sulla misurazione. La differenza tra il livello dell'acqua nuovo e quello originale è il volume dell'oggetto. Ricorda che un millilitro (ml) è uguale a un centimetro cubo (cm3).
3. Calcola la massa con l'equazione della densità. La massa della plastica è la densità moltiplicata per il volume: m = ρ × v. Registra la massa in chilogrammi.
4. Calcola il peso con l'accelerazione dovuta alla gravità. Assicurarsi di utilizzare le unità corrette nel sistema metrico. Peso (N) = massa (kg) × accelerazione dovuta alla gravità (m / s2).
Esempio: calcolo del peso dell'acrilico
Se si desidera determinare il peso di un pezzo di plastica acrilica, noto anche come plexiglass, lucite o acrilite (tutti i nomi dei marchi), seguire i passaggi descritti nella sezione precedente:
Passo 1: Ottieni un pezzo di plastica. Ritaglia un campione di acrilico. La densità dell'acrilico è 1,18 g / cm3.
Passo 2: Misura il volume del campione. Se il livello dell'acqua è salito a 550,0 ml dopo l'immersione della plastica nel cilindro graduato, il suo volume è 550,0 ml - 500,0 ml = 50,0 ml o 50,0 cm3.
Passaggio 3: Calcola la massa con l'equazione della densità. La massa del pezzo di plastica = densità × volume = 1,18 g / cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Step 4: Calcola il peso con l'accelerazione dovuta alla gravità. Il peso (N) = massa (kg) × accelerazione dovuta alla gravità (m / s2). Sulla Terra il peso sarebbe di 0,059 kg × 9,81 m / s2 = 0,58 N.