Om du känner till dess volym och densitet kan du bestämma vikten på ett plastföremål utan att väga det. Vikt används ofta omväxlande med massa i vardagligt språk, men i själva verket är de olika. Mass är mängden materia i ett objekt och är ett objekts motstånd mot acceleration.
Massan är konstant oavsett dess placering, så en astronaut med en massa på 100 kg på jorden har samma massa på månen. Vikt är dock kraften på en massa under påverkan av gravitationen och ges av förhållandet:
text{vikt} =text{massa} gångertext{acceleration på grund av gravitation}
I det metriska systemet har vikten enheter av Newton (N).
På ytan av jordens gravitationsacceleration är g, vilket är 9,81 m/s2. På månen är gravitationsaccelerationen bara en sjättedel av jordens och är 1,64 m/s2.
Eftersom vikten varierar med det lokala gravitationsfältet , astronauten med en massa på 100 kg har en vikt på 981 N på jorden men bara 164 N på månen. I rymden, borta från gravitationen hos alla astronomiska kroppar, skulle astronauten ha en vikt på 0 N, ett tillstånd som populärt kallas viktlöshet.
Hur man bestämmer volym
Volym är mängden utrymme ett objekt upptar. Det är möjligt att beräkna volymen av en vanlig fast substans, som en kub, genom att mäta dess dimensioner, men denna metod skulle vara svår för oregelbundet formade föremål. Istället kan vi sänka föremålet i vatten och använda det faktum att volymen förträngt vatten är lika med volymen av det nedsänkta föremålet.
Vad är densitet?
Masstätheten av ett objekt, helt enkelt kallat density, är dess massa dividerat med dess volym. Densiteten representeras vanligtvis av den grekiska bokstaven rho (ρ) och ges av ekvationen:
rho = frac{m}{v}
Här är m massan av ett föremål och v är dess volym. I det metriska systemet har densiteten enheter av kilogram per kubikmeter (kg/m3 ) eller gram per kubikcentimeter (g/cm3).
Om du vet tätheten av en objekt, omarrangering av densitetsekvationen ger uttrycket för att beräkna dess massa:
I sin tur kan du beräkna vikten när du väl känner till massan.
Bestäm vikt experimentellt
1. Få en bit av plasten. Identifiera vilken typ av plast du testar och slå upp dess massdensitet.
2. Mät provets volym. Fyll en stor graderad cylinder med vatten till 500 ml-nivån. Sänk ned plastbiten helt i vattnet.
Många plaster är mindre täta än vatten och kommer att flyta. I detta fall, placera en tung vikt som en metallmutter i botten av cylindern och tillsätt sedan vatten till 500 ml-nivån. Ta bort vikten och bind den till plastprovet med en kort trådlängd. Släpp dem tillsammans i vattnet så att plastbiten är helt nedsänkt.
Viktens volym inkluderades när cylindern kalibrerades med vatten på 500 ml-nivån, så vikten kommer inte att påverka mätningen. Skillnaden mellan den nya och den ursprungliga vattennivån är föremålets volym. Kom ihåg att en milliliter (ml) är lika med en kubikcentimeter (cm3) .
3. Beräkna massa med densitetsekvationen. Plastens massa är densiteten multiplicerad med volymen: m = ρ × v . Anteckna massan i kilogram.
4. Beräkna vikten med accelerationen på grund av gravitationen. Se till att använda rätt enheter i det metriska systemet. Vikt (N) = massa (kg) × acceleration på grund av gravitation (m/s2).
Exempel: Beräkna vikten av akryl
Om du vill bestämma vikten av en bit akrylplast, även känd som plexiglas, Lucite eller Acrylite (alla varumärkesskyddade namn), följ stegen som beskrivs i föregående avsnitt:
Steg 1: Ta en bit av plasten. Klipp ut ett prov av akryl. Densiteten för akryl är 1,18 g/cm3.
Steg 2: Mät volymen på provet. Om vattennivån steg till 550,0 ml efter att plasten sänkts ned i den
Steg 3: Beräkna massan med densitetsekvationen. Massan av plastbiten = densitet × volym = 1,18 g/cm3 × 50,0 cm3 = 59 g = 0,059 kg.
Steg 4: Beräkna vikten med accelerationen på grund av gravitationen. Vikten (N) = massa (kg) × acceleration på grund av gravitation (m/s2). På jorden skulle vikten vara 0,059 kg × 9,81 m/s2 = 0,58 N .
