Плотность – важный параметр, которым характеризуются в том числе и строительные материалы. Например, соответствие качества сухих смесей во многих случаях можно определить благодаря их плотности – если этот показатель слишком низкий или, наоборот, чрезмерно зашкаливает, значит, при производстве были допущены серьезные нарушения. Иногда, у дачников также возникает необходимость определить плотность полученных растворов, а при использовании древесины определенного сорта плотность может помочь выяснить уровень её влажности. В общем, область применения параметра довольно широка.Что такое плотность – классическое определение?
Из курса физики всем нам известно, что плотность, это отношение массы тела к его объему. Таким образом, из этого следует, что первым шагом при вычислении плотности вещества или тела является определение двух основных параметров – массы и объема, без знания которых дальнейшие действия невозможны.
Методы определения массы
Самый простой способ узнать массу тела – воспользоваться весами. Каких бы то ни было трудностей на данном этапе возникнуть не должно, так как нынешнее разнообразие специальных приборов позволяет работать с объектами любой формы, размеров и веса. Современные электронные модели позволяют с достаточно большой долей точности взвешивать предметы до 100 кг, чего для обычных дачников в их повседневной хозяйственной деятельности вполне достаточно. Наоборот, проблемы могут возникнуть с взвешиванием более мелких изделий, например, гвоздей или шурупов.
Как быть в том случае, если масса предмета не превышает нескольких грамм? Во-первых, можно использовать аптекарские весы. Во-вторых, на помощь придет обычный динамометр из школьной лаборатории физики. Как правило, их шкала ограничивается показателем в несколько Ньютон – 10-15, не более. При этом для того, чтобы растянуть пружину на 1 Н необходимо приложить усилие, соответствующее 102 граммам. Исходя из этого соотношения, можно найти массу мелких предметов.
Как видите, ничего сложного нет, нужно только учесть два важных нюанса:
* при взвешивании жидкости или сыпучего материала, придется сначала определить массу емкости, в которой они содержатся. Затем, чтобы получить чистую массу вещества, нужно будет из полученного результата вычесть вес тары;
* значения массы в обязательном порядке подлежат переводу в килограммы – основную единицу системы СИ.
Способы определения объема
Проще всего сделать это, если тело имеет правильную геометрическую форму. При таком варианте достаточно измерить основные параметры – длину, ширину, высоту, и перемножить их, получив тем самым искомую величину. Однако, при определении данного параметра для твердых тел могут возникнуть проблемы. Ведь зачастую внутренняя структура современных материалов делается полой или пористой. Данный фактор нужно учитывать при вычислении, однако, сделать это на практике очень сложно, а чаще всего, невозможно. С жидкостями и сухими смесями таких проблем не возникает.
Для них существуют специальные мерные емкости, на стенки которых нанесена шкала. Причем в хозяйственных магазинах можно обнаружить подобные сосуды совершенно разной вместительности. Самые мелкие называют мензурками, они рассчитаны на объемы до 100 мл. Стандартные мерные кружки – 1-1,5 л. Существуют также специальные ведра объемом до 15 л. При этом стоит иметь в виду, что сыпучие материалы при встряхивании способы заметно оседать. Данный фактор нужно обязательно учитывать.
Но что же делать с предметами неправильной формы? Ведь вычислить их объем при помощи линейки, сантиметра или штангенциркуля невозможно. В данном случае на помощь опять придет физика, а именно закон Архимеда, согласно которому объем жидкости, вытесненный из наполненного сосуда при погружении в него какого-то предмета, равен его объему. Так что достаточно налить в мерный сосуд определенное количество воды, по шкале объемов замерить её уровень, затем опустить туда исследуемый предмет, после чего снова определить объем. Разность двух показателей и будет искомой величиной.
Можно пойти другим путем. В таз или другую широкую емкость поставить ведро, заполнить его водой – обязательно всклянь, то есть до самых краев, когда свободного места не остается даже для одной капли. Затем погрузить в ведро предмет. Вода, перелившаяся при этом через край, скапливается в тазике. Далее нужно будет замерить объем вытесненной жидкости одним из описанных выше способов.
Не забудьте после всех измерений привести полученные показатели к единому знаменателю, то есть перевести их в кубические метры.
Завершающий этап
Когда масса и объем определены, остается подставить эти значения в простую формулу р=m/v. Результат вычисления и есть – плотность тела.
Петр, www.kak-sdelat.su
