Εάν ένα αντικείμενο είναι 3 φορές ως πυκνό νερό με μάζα 5g τι στον αέρα;
Κατανόηση της πυκνότητας
* Πυκνότητα είναι ένα μέτρο του πόσο μάζα συσκευάζεται σε ένα δεδομένο τόμο. Υπολογίζεται ως:
* Πυκνότητα =μάζα / όγκος
* Η πυκνότητα του νερού: Η πυκνότητα του νερού είναι περίπου 1 g/cm3.
Επίλυση του προβλήματος
1. Υπολογίστε την πυκνότητα του αντικειμένου: Δεδομένου ότι το αντικείμενο είναι 3 φορές τόσο πυκνό όσο το νερό, η πυκνότητα του είναι:
* Πυκνότητα αντικειμένου =3 * (1 g/cm3) =3 g/cm3
2. Χρειαζόμαστε περισσότερες πληροφορίες: Για να προσδιορίσουμε το βάρος του αντικειμένου στον αέρα, πρέπει να γνωρίζουμε τον όγκο του.
* Γιατί; Το βάρος καθορίζεται από τη δύναμη της βαρύτητας που ενεργεί στη μάζα ενός αντικειμένου. Ωστόσο, το * εμφανές βάρος * στον αέρα μειώνεται από τη δυναμική δύναμη του αέρα που ωθεί επάνω στο αντικείμενο. Για να υπολογίσουμε τη δύναμη, χρειαζόμαστε τον όγκο του αντικειμένου.
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι το αντικείμενο έχει όγκο 2 cm3. Δείτε πώς μπορείτε να βρείτε το βάρος του στον αέρα:
1. Υπολογίστε τον όγκο του αντικειμένου: Γνωρίζουμε ήδη ότι είναι 2 cm³.
2. Υπολογίστε τη δύναμη πνεύμονα:
* Δύναμη πυκνότητας =πυκνότητα αέρα * όγκος αντικειμένου * Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας
* Υποθέτοντας ότι η πυκνότητα αέρα είναι περίπου 1,2 kg/m³, πρέπει να μετατρέψουμε τον όγκο σε m³ (2 cm3 =2 x 10⁻⁶ m³) και να χρησιμοποιήσουμε g =9,8 m/s2.
* Δύναμη πυκνότητας ≈ 1,2 kg/m³ * 2 x 10⁻⁶ m³ * 9,8 m/s² ≈ 2,35 x 10⁻⁵ n
3. Υπολογίστε το βάρος του αντικειμένου στον αέρα:
* Βάρος =μάζα * επιτάχυνση λόγω βαρύτητας - δυναμική δύναμη
* Βάρος ≈ (5 g * 9,8 m/s²) - (2,35 x 10⁻⁵ n) ≈ 0,49 n (ή περίπου 0,05 kg)
Σημαντικές σημειώσεις:
* Παραμέληση της αντίστασης του αέρα: Απλοποιούμε το πρόβλημα αγνοώντας τη μικρή ποσότητα αντίστασης στον αέρα που μπορεί να επηρεάσει το βάρος του αντικειμένου.
* σενάρια πραγματικού κόσμου: Το βάρος ενός αντικειμένου στον αέρα θα είναι ελαφρώς μικρότερο από το βάρος του σε ένα κενό λόγω της δυνητικής δύναμης. Αυτό το αποτέλεσμα είναι συνήθως αμελητέο για καθημερινά αντικείμενα.
