وبعد التدريبات كثافة حلها سوف تساعد على فهم أفضل لهذا المصطلح وفهم كل ما يترتب على كثافة لها عند تحليل كائنات مختلفة.
الكثافة مصطلح يستخدم على نطاق واسع في الفيزياء والكيمياء ، ويشير إلى العلاقة بين كتلة الجسم والحجم الذي يشغله.
عادةً ما يُرمز إلى الكثافة بالحرف اليوناني "(" (ro) ويتم تعريفها على أنها نسبة كتلة الجسم إلى حجمه.
أي أن وحدة الوزن تقع في البسط ووحدة الحجم في المقام.
لذلك ، فإن وحدة القياس المستخدمة لهذه الكمية العددية هي كيلوجرام لكل متر مكعب (كجم / م 3) ، ولكن يمكن أيضًا العثور عليها في بعض الأدبيات كجرام لكل سنتيمتر مكعب (جم / سم مكعب).
تعريف الكثافة
قيل سابقًا أن كثافة جسم ما ، يُشار إليها بعلامة "ρ" (ro) هي الحاصل بين كتلته "م" والحجم الذي يحتله "V".
وهذا هو: ρ = م / ف.
النتيجة التي تلي هذا التعريف هي أن كائنين يمكن أن يكون لهما نفس الوزن ، ولكن إذا كان لهما أحجام مختلفة ، فسيكون لهما كثافات مختلفة.
بالطريقة نفسها ، استنتج أن كائنين يمكن أن يكون لهما نفس الحجم ، ولكن إذا كانت أوزانهما مختلفة ، فإن كثافتهما ستكون مختلفة.
مثال واضح جدًا على هذا الاستنتاج هو أخذ جسمين أسطوانيين بنفس الحجم ، لكن أحدهما مصنوع من الفلين والآخر مصنوع من الرصاص. الفرق بين أوزان الأشياء سيجعل كثافتها مختلفة.
4 تمارين كثافة
التمرين الأول
راكيل يعمل في المختبر لحساب كثافة أجسام معينة. أحضر خوسيه شيئًا راكيل وزنه 330 جرامًا وسعته 900 سم مكعب. ما كثافة الجسم الذي أعطاه خوسيه لراكيل؟
كما ذكرنا سابقًا ، يمكن أن تكون وحدة قياس الكثافة أيضًا جم / سم مكعب. لذلك ، ليست هناك حاجة للقيام بتحويل الوحدات. بتطبيق التعريف السابق ، لدينا أن كثافة الشيء الذي جلبه خوسيه إلى راكيل هي:
ρ = 330 جم / 900 سم = 11 جم / 30 سم = 11/30 جم / سم مكعب.
التمرين الثاني
يمتلك كل من رودولفو وألبرتو أسطوانة ويريدان معرفة الأسطوانة ذات الكثافة الأعلى.
تزن أسطوانة رودولفو 500 جرام ويبلغ حجمها 1000 سم مكعب بينما تزن أسطوانة ألبرتو 1000 جرام ويبلغ حجمها 2000 سم مكعب. أي أسطوانة لديها أعلى كثافة؟
لنفترض أن 1 هي كثافة أسطوانة رودولفو وρ2 كثافة أسطوانة ألبرتو. باستخدام صيغة حساب الكثافة تحصل على:
ρ1 = 500/1000 جم / سم مكعب = 1/2 جم / سم مكعب و 2 = 1000/2000 جم / سم مكعب = 1/2 جم / سم مكعب.
لذلك ، كلا الأسطوانتين لهما نفس الكثافة. تجدر الإشارة إلى أنه وفقًا للحجم والوزن ، يمكن استنتاج أن أسطوانة ألبرتو أكبر وأثقل من أسطوانة رودولفو. ومع ذلك ، فإن كثافتها هي نفسها.
التمرين الثالث
في البناء ، من الضروري تركيب خزان زيت وزنه 400 كجم وحجمه 1600 متر مكعب.
يمكن للآلة التي ستحرك الخزان فقط نقل الأشياء التي تقل كثافتها عن 1/3 كجم / م 3. هل ستكون الآلة قادرة على حمل خزان الزيت؟
عند تطبيق تعريف الكثافة ، تكون كثافة خزان الزيت:
ρ = 400 كجم / 1600 م³ = 400/1600 كجم / م³ = 1/4 كجم / م³.
منذ 1/4 <1/3 ، استنتج أن الآلة ستكون قادرة على نقل خزان الزيت.
التمرين الرابع
ما كثافة شجرة وزنها 1200 كجم وحجمها 900 م؟
في هذا التمرين ، يُطلب فقط حساب كثافة الشجرة ، أي:
ρ = 1200 كجم / 900 م³ = 4/3 كجم / م³.
لذلك تبلغ كثافة الشجرة 4/3 كيلوجرام لكل متر مكعب.
المراجع
- Barragan، A.، Cerpa، G.، Rodríguez، M.، & Núñez، H. (2006). الفيزياء للسينمائيين الثانوية. تعليم بيرسون.
- فورد ، كو (2016). الفيزياء الأساسية: حلول للتمارين. شركة النشر العلمي العالمية.
- جيانكولي ، دي سي (2006). الفيزياء: مبادئ مع تطبيقات. تعليم بيرسون.
- Gómez، AL، & Trejo، HN (2006). فيزياء 1 ، نهج بنائي. تعليم بيرسون.
- Serway، RA، & Faughn، JS (2001). جسدي - بدني. تعليم بيرسون.
- ستراود ، كا ، وبوث ، دي جي (2005). تحليل المتجهات (إيضاح مصور). شركة الصحافة الصناعية
- ويلسون ، دينار ، وبوفا ، إيه جاي (2003). جسدي - بدني. تعليم بيرسون.