כיצד מודדים את צפיפות המתכות?
מכיוון שאין לשתי מתכות אותה צפיפות, ידיעת צפיפות האובייקט יכולה להיות כלי רב ערך לקביעת המרכיב של מדגם של חומר לא ידוע.
צפיפות היא מאפיין בסיסי של חומר המוגדר כמסה של אובייקט ליחידת נפח. אם לשני עצמים יש נפח זהה, אך צפיפויות שונות, האובייקט בעל הצפיפות הגבוהה יותר ישקול יותר מהאובייקט הנראה זהה בעל הצפיפות הנמוכה יותר. מכיוון שאין לשתי מתכות אותה צפיפות, ידיעת צפיפות האובייקט יכולה להיות כלי רב ערך לקביעת המרכיב של מדגם של חומר לא ידוע.
שיטה 1 מתוך 2: מדידת צפיפות ישירות
- 1קבע את מסת האובייקט. מסה היא כמות החומר באובייקט ויחידתו היא גרם. הוא נמדד על ידי שקילת האובייקט ישירות.
- מקם את האובייקט בקנה מידה מדויק ורשום את המסה במחברת שלך.
- לחלופין, ניתן למדוד מסה באמצעות איזון. מקם את האובייקט שלך בצד אחד והניח משקולות של מסה ידועה בצד השני עד ששני הצדדים מאוזנים. המסה הכוללת של משקולות האיזון שווה למסה של האובייקט שלך.
- וודא שהאובייקט יבש כך שהמים הנספגים לא ישפיעו על דיוק השקילה.
- 2חשב את נפח האובייקט באמצעות מדידה ישירה. אם האובייקט מעוצב באופן קבוע ואחיד - כמו גליל או פריזמה מלבנית - תוכלו למדוד את מידותיו בעזרת סרגל ולחשב את הנפח במשוואה פשוטה.
- מדוד את האורך והרדיוס אם זה גליל או אורך, רוחב ועומק אם זה מלבן.
- רשום את הממדים שלך במילימטרים או סנטימטרים.
- חישב נפח באמצעות הנוסחה לצורת האובייקט שלך. לדוגמא, נפח גליל הוא אורך כפול פי כפול רדיוס בריבוע, ואילו נפח של מלבן הוא תוצר של רוחב ועומק אורך.
- יחידות נפח קוביות בסנטימטרים.
- 3חשב את נפח האובייקט באמצעות תזוזה. מדידת מידות של עצמים המעוצבים בצורה לא סדירה יכולה להיות קשה ולהוביל למדידות ולא מדויקות של צפיפות. על ידי מדידת כמות המים שנעקרה על ידי אובייקט, תוכלו לקבוע בקלות את נפחו ללא נוסחאות מורכבות.
- מלאו גליל מדורג בכמות מספקת של מים כדי להטביע את האובייקט לחלוטין, אך לא לעלות על גדותיו.
- הקלט את מפלס המים של הכוס.
- שים את האובייקט בעדינות בכוס כדי לוודא שהוא שקוע לחלוטין.
- הקלט את מפלס המים החדש של הכוס.
- פחת החדש מפלס המים מן המפלס החל. זהו נפח האובייקט בסנטימטרים מעוקבים. נוזלים נמדדים בדרך כלל במיליליטר אולם מיליליטר אחד שווה לסנטימטר מעוקב אחד.
- 4חשב את הצפיפות. צפיפות מוגדרת כמסה מחולקת לנפח. לסיום מדידת הצפיפות, חלקו את המסה שמדדתם בנפח שחישבתם. התוצאה היא צפיפות המתכת הנמדדת בקוביות גרם / ס"מ.
- צפיפות = מסה / נפח {\ displaystyle צפיפות = מסה / נפח}
כאשר האובייקט שלך צף בתוך הנוזל, מצאת את הצפיפות המשוערת של האובייקט.
שיטה 2 מתוך 2: אומדן צפיפות עם עקרון ארכימדס
- 1מלא מיכלים בנוזלים בעלי צפיפות ידועה. בחר נוזלים בעלי צפיפות גבוהה ונמוכה שונים. ההערכה שלך תהיה מדויקת יותר אם יש לך מספר נוזלים בעלי צפיפות שונות.
- מקם את החפץ בנוזלים השונים כדי לראות אם הוא שוקע או צף.
- 2בדוק את האובייקט בנוזלים. חפץ שקוע בנוזל בעל צפיפות דומה ירחף בתוך הנוזל. אם הוא פחות צפוף, הוא יצוף, אבל אם הוא צפוף יותר, הוא ישקע.
- זרוק את האובייקט שלך בנוזל בעל צפיפות ידועה.
- אם הוא שוקע, נסה להכניס אותו לנוזל אחר שהוא צפוף יותר. אם הוא צף, שימו אותו בנוזל שהוא פחות צפוף.
- 3העריך את צפיפות האובייקט שלך. העיקרון של ארכימדס קובע כי חפץ שקוע בנוזל יפיק כוח ציפה השווה למשקל הנוזל העקור.
- כאשר האובייקט שלך צף בתוך הנוזל, מצאת את הצפיפות המשוערת של האובייקט.
- קנה מידה או איזון
- סרגל
- גליל בוגר
- מים
- מחשבון
שאלות ותשובות
- כיצד אוכל למצוא את המסה של אובייקט מתכת?הדרך הטובה ביותר תהיה לשקלל אותו בקנה מידה. ניתן להשתמש באיזון קרן עבור עצמים גדולים יותר, ואילו איזון קפיץ יהיה אידיאלי עבור עצמים קטנים יותר.
