Ob rešene vaje gostote bo pomagal bolje razumeti ta izraz in razumeti vseh posledic, ki jih ima gostota pri analizi različnih predmetov.
Gostota je izraz, ki se široko uporablja v fiziki in kemiji in se nanaša na razmerje med maso telesa in volumnom, ki ga zaseda.
Gostoto običajno označujemo z grško črko "ρ" (ro) in je opredeljena kot razmerje med maso telesa in njegovo prostornino.
To pomeni, da se enota teže nahaja v števcu, enota prostornine pa v imenovalcu.
Zato je merska enota, uporabljena za to skalarno količino, kilogrami na kubični meter (kg / m³), vendar ga lahko v neki literaturi najdemo tudi v gramih na kubični centimeter (g / cm³).
Opredelitev gostote
Prej je bilo rečeno, da je gostota predmeta, označena z "ρ" (ro), količnik med njegovo maso "m" in prostornino, ki jo zaseda "V".
To je: ρ = m / V
Posledica te definicije je, da imata dva predmeta lahko enako težo, če pa imata različni volumen, bosta imela različne gostote.
Na enak način se sklene, da imata lahko dva predmeta enak volumen, vendar če sta njuni uteži različni, bo njuna gostota drugačna.
Zelo jasen primer tega sklepa je, da vzamemo dva valjasta predmeta z enako prostornino, vendar je en predmet iz plute, drugi pa iz svinca. Razlika med utežmi predmetov bo njihova gostota drugačna.
4 vaje za gostoto
Prva vaja
Raquel deluje v laboratoriju, ki izračuna gostoto določenih predmetov. José je Raquelu prinesel predmet, katerega teža je 330 gramov, njegova prostornina pa je 900 kubičnih centimetrov. Kakšna je gostota predmeta, ki ga je José dal Raquel?
Kot smo že omenili, je lahko merska enota za gostoto tudi g / cm³. Zato pretvorbe enot ni treba izvesti. Če uporabimo prejšnjo definicijo, imamo, da je gostota predmeta, ki ga je José prinesel Raquelu:
ρ = 330g / 900 cm³ = 11g / 30cm³ = 11/30 g / cm³.
Druga vaja
Rodolfo in Alberto imata vsak valj in želita vedeti, kateri valj ima največjo gostoto.
Rodolfova jeklenka tehta 500 g in ima prostornino 1000 cm³, medtem ko Albertova jeklenka tehta 1000 g in ima prostornino 2000 cm³. Kateri valj ima največjo gostoto?
Naj bo ρ1 gostota Rodolfovega valja in ρ2 gostota Albertovega valja. Z uporabo formule za izračun gostote dobite:
ρ1 = 500/1000 g / cm³ = 1/2 g / cm³ in ρ2 = 1000/2000 g / cm³ = 1/2 g / cm³.
Zato imata oba cilindra enako gostoto. Treba je opozoriti, da je glede na prostornino in težo mogoče sklepati, da je Albertov cilinder večji in težji od Rodolfovega. Vendar so njihove gostote enake.
Tretja vaja
V konstrukcijo je potrebno namestiti rezervoar za olje, katerega teža je 400 kg, njegova prostornina pa je 1600 m³.
Stroj, ki bo premikal rezervoar, lahko prevaža le predmete, katerih gostota je manjša od 1/3 kg / m³. Ali bo stroj lahko prevažal rezervoar za olje?
Pri uporabi definicije gostote je gostota rezervoarja za olje:
ρ = 400kg / 1600 m³ = 400/1600 kg / m³ = 1/4 kg / m³.
Od 1/4 <1/3 se sklene, da bo stroj lahko prevažal rezervoar za olje.
Četrta vaja
Kakšna je gostota drevesa, katerega teža je 1200 kg, njegova prostornina pa je 900 m³?
V tej vaji je treba le izračunati gostoto drevesa, to je:
ρ = 1200kg / 900 m³ = 4/3 kg / m³.
Zato je gostota drevesa 4/3 kilograma na kubični meter.
Reference
- Barragan, A., Cerpa, G., Rodríguez, M., & Núñez, H. (2006). Fizika za srednješolsko kinematografijo. Pearsonova vzgoja.
- Ford, KW (2016). Osnovna fizika: Rešitve vaj. Svetovna znanstvena založba.
- Giancoli, DC (2006). Fizika: Načela uporabe. Pearsonova vzgoja.
- Gómez, AL, & Trejo, HN (2006). FIZIKA 1, KONSTRUKTIVISTIČNI PRISTOP. Pearsonova vzgoja.
- Serway, RA, & Faughn, JS (2001). Fizično. Pearsonova vzgoja.
- Stroud, KA, & Booth, DJ (2005). Vektorska analiza (Ilustrirana ed.). Industrial Press Inc.
- Wilson, JD, in Buffa, AJ (2003). Fizično. Pearsonova vzgoja.