Mamy problem z fizyki. Mówi on: "Próbka pewnego metalu ma masę 108 g."
Zastanówmy się, co to znaczy. Wyobraź sobie małą bryłkę, na przykład kostkę. Ta kostka to nasza próbka. Jest zrobiona z jakiegoś metalu.
Masa to ilość materii w czymś. Możemy ją zmierzyć na wadze. Tak jak ważymy owoce w sklepie.
W naszym przypadku, ta kostka metalu waży 108 gramów. Gram (g) to jednostka masy.
Wyobraź sobie, że masz 108 małych kulek. Każda kulka waży 1 gram. Nasza kostka metalu waży tyle, co te 108 kulek razem.
Co to nam daje?
Sama masa, 108 g, niewiele nam mówi. Musimy mieć więcej informacji, żeby coś wywnioskować. Na przykład, objętość tej próbki.
Objętość to ilość miejsca, którą coś zajmuje. Wyobraź sobie, że nasza kostka metalu to sześcian. Objętość to, ile miejsca zajmuje ten sześcian w przestrzeni.
Możemy zmierzyć objętość. Na przykład, wlewając wodę do miarki i obserwując, ile wody wyprze nasza kostka.
Załóżmy, że objętość naszej próbki metalu wynosi 10 cm3. Centymetr sześcienny (cm3) to jednostka objętości. Wyobraź sobie malutki sześcian o boku 1 cm. 1 cm3 to objętość takiego sześcianu.
Gęstość
Teraz, mając masę (108 g) i objętość (10 cm3), możemy obliczyć gęstość.
Gęstość to masa podzielona przez objętość. Mówi nam, ile "ciężaru" jest upakowane w danej objętości.
Gęstość = Masa / Objętość
W naszym przypadku: Gęstość = 108 g / 10 cm3 = 10.8 g/cm3
Oznacza to, że każdy centymetr sześcienny naszego metalu waży 10.8 grama.
Po co nam gęstość?
Gęstość jest bardzo ważną właściwością. Pozwala nam zidentyfikować metal.
Różne metale mają różne gęstości. Na przykład:
- Żelazo ma gęstość około 7.87 g/cm3
- Aluminium ma gęstość około 2.7 g/cm3
- Złoto ma gęstość około 19.3 g/cm3
Nasza próbka metalu ma gęstość 10.8 g/cm3. Sprawdzamy w tabeli gęstości metali. Okazuje się, że srebro ma gęstość bliską 10.49 g/cm3. Moglibyśmy więc przypuszczać, że nasza próbka jest wykonana ze srebra. Różnica może wynikać z niedokładności pomiarów lub domieszek innych metali.
Wyobraź sobie dwie kostki. Jedna jest z aluminium, a druga ze złota. Obie kostki mają taką samą objętość. Kostka ze złota będzie znacznie cięższa, bo złoto ma dużo większą gęstość niż aluminium.
Praktyczne zastosowania
Gęstość jest używana w wielu dziedzinach.
W budownictwie, gęstość materiałów wpływa na wytrzymałość i wagę konstrukcji. Wybieramy materiały o odpowiedniej gęstości, żeby budynek był stabilny i bezpieczny.
W jubilerstwie, gęstość pomaga identyfikować prawdziwe złoto i srebro. Podróbki, wykonane z innych metali, będą miały inną gęstość.
W okrętownictwie, gęstość wpływa na wyporność statków. Statki muszą być zaprojektowane tak, żeby ich gęstość była mniejsza niż gęstość wody, żeby mogły pływać.
Podsumowanie
Masa próbki metalu (108 g) to tylko jeden element układanki. Aby dowiedzieć się, z jakiego metalu jest wykonana, potrzebujemy znać także jej objętość. Obliczamy gęstość (masa / objętość), a następnie porównujemy ją z tabelą gęstości różnych metali.
Pamiętaj, że gęstość to ważna właściwość, która charakteryzuje dany materiał i pozwala nam go zidentyfikować i wykorzystać w praktyce.
Teraz spróbuj rozwiązać podobne zadanie! Znajdź masę i objętość jakiegoś przedmiotu w domu i oblicz jego gęstość!
