เนื้อหา
อาร์คิมีดีสเกิดวิธีการค้นหาความหนาแน่นโดยใช้การเคลื่อนที่ของน้ำ เรื่องราวหนึ่งของการค้นพบของเขาเกี่ยวข้องกับมงกุฎทองคำราชาอัญมณีที่อาจเป็นอันตรายและอ่างอาบน้ำ จริงหรือไม่เรื่องราวมีชีวิตรอดในรุ่นเดียวหรือรุ่นอื่นเนื่องจากความสำคัญของการค้นพบอาร์คิมิดีสมากกว่าอัญมณีว่านักอัญมณีพยายามที่จะโกงกษัตริย์หรือไม่
TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
การคำนวณความหนาแน่นใช้สูตร D = m ÷ v โดยที่ D หมายถึงความหนาแน่น m หมายถึงมวลและ v หมายถึงปริมาณ ค้นหามวลโดยใช้เครื่องชั่งและใช้การเคลื่อนที่ของน้ำเพื่อหาปริมาตรของวัตถุที่ผิดปกติ Water displacement ทำงานได้เนื่องจากปริมาณน้ำที่ถูกแทนที่โดยวัตถุที่จมอยู่ในน้ำเท่ากับปริมาณของวัตถุ หากวัตถุที่จมอยู่ในถังที่สำเร็จการศึกษาเพิ่มระดับน้ำจาก 40 มิลลิลิตรเป็น 90 มิลลิลิตรการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของ 50 มิลลิลิตรเท่ากับปริมาณของวัตถุในลูกบาศก์เซนติเมตร
เข้าใจความหนาแน่น
ทุกอย่างมีมวลและกินพื้นที่ ความหนาแน่นซึ่งเป็นค่าที่คำนวณได้จะวัดปริมาณของสสารในช่องว่าง ในการคำนวณความหนาแน่นของวัสดุให้หามวลและปริมาตรของวัตถุ คำนวณความหนาแน่นของวัตถุโดยใช้ความหนาแน่นของสูตรเท่ากับมวลหารด้วยปริมาตร D = m ÷ v
หามวล
การค้นหามวลจำเป็นต้องใช้เครื่องชั่ง เครื่องชั่งมวลส่วนใหญ่ปรับสมดุลวัตถุที่ไม่รู้จักกับมวลที่รู้จัก ตัวอย่าง ได้แก่ เครื่องคานทรงตัวแบบสามส่วนและเครื่องชั่งที่แท้จริงเช่นเครื่องชั่งแบบคลาสสิกที่เห็นในสำนักงานทดสอบ อาจตั้งค่าเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์เป็นเครื่องชั่งน้ำหนักได้ เครื่องชั่งน้ำหนักในห้องน้ำนอกเหนือจากการขาดความแม่นยำในระดับที่ต้องการวัดน้ำหนักไม่ใช่มวล มวลวัดปริมาณของสสารในวัตถุในขณะที่น้ำหนักวัดแรงโน้มถ่วงกับมวลของวัตถุ
หาปริมาณ
การค้นหาปริมาตรของวัตถุทางเรขาคณิตปกติใช้สูตรมาตรฐาน ปริมาตรของกล่องเท่ากับความยาวคูณความกว้างคูณความสูงเป็นต้น อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกวัตถุที่เหมาะกับสูตร สำหรับวัตถุที่มีรูปร่างผิดปกติเหล่านี้ใช้วิธีการเคลื่อนที่ของน้ำเพื่อค้นหาปริมาตรของวัตถุ
การกำจัดน้ำใช้คุณสมบัติเฉพาะของน้ำ: 1 มิลลิลิตร (ตัวย่อย่อ) ของน้ำใช้เวลาถึง 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร (ซม.)3) ของพื้นที่หรือปริมาตรเมื่อน้ำอยู่ที่อุณหภูมิมาตรฐาน (0 ° C) และความดัน (1 บรรยากาศ) วัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำอย่างสมบูรณ์ในน้ำหรือแทนที่ปริมาณน้ำเท่ากับปริมาณของวัตถุ ดังนั้นถ้าวัตถุแทนที่น้ำ 62 มล. ปริมาตรของวัตถุเท่ากับ 62 ซม3.
วิธีการใช้การเคลื่อนที่ของน้ำเพื่อค้นหาปริมาตรต้องทำให้วัตถุจมอยู่ใต้น้ำในปริมาตรน้ำที่รู้จักและการวัดการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำ หากวัตถุนั้นพอดีกับกระบอกที่สำเร็จการศึกษาหรือถ้วยตวงคุณสามารถอ่านการวัดได้โดยตรง หากระดับน้ำเริ่มต้นที่ 40 มล. และเปลี่ยนเป็น 90 มล. หลังจากแช่วัตถุปริมาณของวัตถุเท่ากับปริมาณน้ำสุดท้าย (90 มล.) ลบด้วยปริมาณน้ำเริ่มต้น (40 มล.) หรือ 50 มล.
หากวัตถุไม่พอดีกับกระบอกที่สำเร็จการศึกษาหรือถ้วยตวงคุณสามารถวัดปริมาตรของน้ำที่ถูกแทนที่ในรูปแบบต่างๆ วิธีการหนึ่งต้องวางชามในถาดหรือชามที่ใหญ่กว่า ชามด้านในจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะจมลงในวัตถุได้อย่างสมบูรณ์ เติมน้ำในชามให้เต็ม ค่อยๆเลื่อนวัตถุเข้าไปในชามอย่างระมัดระวังโดยไม่ให้เกิดคลื่นหรือสาดให้น้ำที่พลัดถิ่นรั่วไหลลงในชามหรือถาดขนาดใหญ่ นำชามด้านในออกอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้มีน้ำหกล้น จากนั้นวัดปริมาตรน้ำในชามขนาดใหญ่ ปริมาตรนั้นเท่ากับปริมาตรของวัตถุ
วิธีที่สองอาจใช้วิธีได้มากกว่านี้เช่นกัน ชามจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะจมลงในวัตถุได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่ล้น เริ่มต้นด้วยการเติมน้ำในชามให้เพียงพอเพื่อให้ครอบคลุมวัตถุอย่างสมบูรณ์ ก่อนที่จะเพิ่มวัตถุทำเครื่องหมายเส้นน้ำในชาม เช่นเดียวกับกระบอกที่สำเร็จการศึกษาสิ่งนี้นับเป็นปริมาตรน้ำเริ่มแรก ถัดไปเพิ่มวัตถุตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัตถุถูกปกคลุมด้วยน้ำอย่างสมบูรณ์ ทำเครื่องหมายบรรทัดน้ำนี้บนชาม ทีนี้ค่อยนำวัตถุออกจากน้ำอย่างระมัดระวัง
ณ จุดนี้จำเป็นต้องพิจารณาการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำ วิธีการหนึ่งวัดปริมาณน้ำที่ต้องใช้ในการเพิ่มระดับน้ำจากระดับเสียงเริ่มต้นไปจนถึงระดับเสียงสุดท้าย ปริมาตรนี้เท่ากับปริมาตรของวัตถุ วิธีที่สองจะวัดปริมาณน้ำที่ใช้เติมชามไปที่บรรทัดแรกจากนั้นวัดปริมาณน้ำที่ต้องใช้ในการเติมชามไปยังบรรทัดที่สอง การใช้ปริมาณสุดท้ายสูตรลบด้วยปริมาณเริ่มต้น (vฉ - ข้อผม) ให้ปริมาตรของวัตถุ หากปริมาตรเริ่มต้นของน้ำเท่ากับ 900 มล. ของน้ำและปริมาตรสุดท้ายของน้ำเท่ากับ 1,250 มล. ปริมาณของวัตถุคือ 1250 - 900 = 350 มล. หมายถึงปริมาณของวัตถุเท่ากับ 350 ซม.3.
การค้นหาความหนาแน่น
เมื่อคุณวัดมวลและปริมาตรของวัตถุแล้วการค้นหาความหนาแน่นต้องทำการวัดลงในสูตรความหนาแน่น D = m ÷ v ตัวอย่างเช่นถ้ามวลที่วัดได้เท่ากับ 875 กรัมและปริมาตรที่วัดได้เท่ากับ 350 ซม.3จากนั้นสูตรความหนาแน่นจะกลายเป็น D = 875 ÷ 350 = 2.50 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรโดยปกติเขียนเป็น 2.50 g / cm3.