לאחר תרגילי צפיפות פתרו יסייע להבין טוב יותר לטווח הזה כדי להבין את כל ההשלכות שיש לזה צפיפות בעת ניתוח אובייקטים שונים.
צפיפות היא מונח בשימוש נרחב בפיזיקה וכימיה, ומתייחס לקשר שבין מסת הגוף לנפח שהוא תופס.
צפיפות נקבעת בדרך כלל על ידי האות היוונית "ρ" (ro) ומוגדרת כיחס המסה של הגוף לנפח שלו.
כלומר, יחידת המשקל ממוקמת במונה ויחידת הנפח במכנה.
לפיכך, יחידת המדידה המשמשת לכמות סקלרית זו היא קילוגרמים למטר מעוקב (ק"ג / מ"ק), אך ניתן למצוא אותה גם בספרות מסוימת כגרם לסנטימטר מעוקב (גרם / ס"מ).
הגדרת הצפיפות
מוקדם יותר נאמר כי הצפיפות של אובייקט, המצוינת על ידי "ρ" (ro) היא המנה בין המסה "m" שלו לבין הנפח שהוא תופס "V".
כלומר: ρ = m / V.
תוצאה שנובעת מהגדרה זו היא ששני עצמים יכולים להיות בעלי אותו משקל, אך אם יש להם נפחים שונים, אז הם יהיו בעלי צפיפויות שונות.
באותו אופן, ניתן להסיק ששני עצמים יכולים להיות בעלי נפח זהה אך אם המשקלים שלהם שונים, הצפיפות שלהם תהיה שונה.
דוגמה מאוד ברורה למסקנה זו היא לקיחת שני עצמים גליליים באותו נפח, אך חפץ אחד עשוי משעם והשני עשוי עופרת. ההבדל בין משקולות העצמים יהפוך את צפיפותם שונה.
4 תרגילי צפיפות
תרגיל ראשון
ראקל עובד במעבדה בחישוב צפיפותם של עצמים מסוימים. חוסה הביא לראקל חפץ שמשקלו הוא 330 גרם ויכולתו 900 סנטימטרים מעוקבים. מה הצפיפות של האובייקט שנתן חוסה לראקל?
כאמור, יחידת המדידה לצפיפות יכולה להיות גם g / cm³. לכן, אין צורך לבצע המרת יחידות. ביישום ההגדרה הקודמת, יש לנו כי צפיפות האובייקט שהביא חוסה לראקל היא:
ρ = 330 גרם / 900 ס"מ³ = 11 גרם / 30 ס"מ³ = 11/30 גרם / ס"מ³.
תרגיל שני
לרודולפו ואלברטו לכל אחד מהם צילינדר והם רוצים לדעת לאיזה צילינדר יש את הצפיפות הגבוהה ביותר.
הצילינדר של רודולפו שוקל 500 גר 'ונפח של 1000 ס"מ³ ואילו הצילינדר של אלברטו שוקל 1000 גרם ובעל נפח שלו 2000 ס"מ. לאיזה צילינדר יש את הצפיפות הגבוהה ביותר?
תן ל- ρ1 להיות צפיפות הצילינדר של רודולפו ו- ρ2 צפיפות הצילינדר של אלברטו. על ידי שימוש בנוסחה לחישוב הצפיפות תקבלו:
ρ1 = 500/1000 גרם / ס"מ³ = 1/2 גרם / ס"מ³ ו- ρ2 = 1000/2000 גרם / ס"מ³ = 1/2 גרם / ס"מ³.
לכן לשני הצילינדרים אותה צפיפות. יש לציין שעל פי הנפח והמשקל ניתן להסיק כי הצילינדר של אלברטו גדול וכבד יותר מרודולפו. עם זאת, צפיפותם זהה.
תרגיל שלישי
בבנייה יש צורך להתקין מיכל שמן שמשקלו 400 ק"ג ונפחו 1600 מ"ק.
המכונה שתעתיק להזיז את הטנק יכולה להעביר רק חפצים שצפיפותם פחות מ- 1/3 ק"ג / מ"ק. האם המכונה תוכל לשאת את מיכל השמן?
כאשר מיישמים את הגדרת הצפיפות, צפיפות מיכל השמן היא:
ρ = 400 kg / 1600 m³ = 400/1600 kg / m³ = 1/4 kg / m³.
מאז 1/4 <1/3 מסקנת כי המכונה תוכל להעביר את מיכל השמן.
תרגיל רביעי
מה הצפיפות של עץ שמשקלו 1200 ק"ג ונפחו 900 מ"ק?
בתרגיל זה מתבקש רק לחשב את צפיפות העץ, כלומר:
ρ = 1200 kg / 900 m³ = 4/3 kg / m³.
לכן צפיפות העץ היא 4/3 קילוגרם למטר מעוקב.
הפניות
- Barragan, A., Cerpa, G., Rodríguez, M., & Núñez, H. (2006). פיזיקה לסינמטיקה בתיכון. פירסון חינוך.
- פורד, KW (2016). פיסיקה בסיסית: פתרונות לתרגילים. חברת הוצאה לאור מדעית עולמית.
- ג'יאנקולי, די.סי. (2006). פיזיקה: עקרונות עם יישומים. פירסון חינוך.
- Gómez, AL, & Trejo, HN (2006). פיזיקה 1, גישה קונסטרוקטיביסטית. פירסון חינוך.
- Serway, RA, & Faughn, JS (2001). גוּפָנִי. פירסון חינוך.
- Stroud, KA, & Booth, DJ (2005). ניתוח וקטורי (מאויר). תעשייתי עיתונות בע"מ
- וילסון, ג'יי.די ובאפה, איי ג'יי (2003). גוּפָנִי. פירסון חינוך.