Hoe volume en dichtheid te vinden

Video: Natuurkunde uitleg Stoffen 5: Dichtheid

Inhoud

Stappen
Deel 1 van 3: Het volume van een regelmatig gevormd lichaam berekenen
Deel 2 van 3: Het volume van een onregelmatig gevormd lichaam berekenen
Deel 3 van 3: Dichtheid berekenen
Tips
Waarschuwingen

Volume is de hoeveelheid ruimte die een lichaam inneemt, en de dichtheid is gelijk aan de massa van het lichaam gedeeld door het volume. Voordat u de dichtheid van een lichaam berekent, moet u het volume ervan vinden. Als het lichaam de juiste geometrische vorm heeft, kan het volume worden berekend met een eenvoudige formule. Volume wordt meestal gemeten in kubieke centimeter (cm) of kubieke meter (m). Met behulp van het gevonden volume van het lichaam is het gemakkelijk om de dichtheid te berekenen. Dichtheid wordt gemeten in gram per kubieke centimeter (g/cm) of gram per milliliter (g/ml).

Stappen

Deel 1 van 3: Het volume van een regelmatig gevormd lichaam berekenen

1 Bepaal je lichaamsvorm. Als u de vorm kent, kunt u de juiste formule selecteren en de metingen uitvoeren die nodig zijn om het volume te berekenen.
- Gebied is een perfect cirkelvormig driedimensionaal object, waarvan alle oppervlaktepunten op gelijke afstand van het centrum liggen. Met andere woorden, een bolvormig lichaam is als een ronde bal.
- Ijshoorntje Is een driedimensionale vorm met een cirkel aan de basis en een enkel punt aan de bovenkant, de top van de kegel genoemd. Een kegel kan ook worden gezien als een piramide met een ronde basis.
- Kubus is een driedimensionale vorm die bestaat uit zes identieke vierkante vlakken.
- Rechthoekig parallellepipedum, ook wel een rechthoekig prisma genoemd, lijkt op een kubus: het heeft ook zes vlakken, maar in dit geval zijn het rechthoeken, geen vierkanten.
- Cilinder Is een driedimensionale vorm, bestaande uit identieke ronde uiteinden, waarvan de randen zijn verbonden door een afgerond oppervlak.
- Piramide is een driedimensionale vorm, aan de basis waarvan een veelhoek ligt, die door zijvlakken met het hoekpunt is verbonden. Een regelmatige piramide is een piramide waarvan de basis een regelmatige veelhoek is, waarvan alle zijden en hoeken gelijk zijn aan elkaar.
- Als het lichaam onregelmatig is, kan het volume worden gevonden door het volledig in water onder te dompelen.
2 Selecteer de juiste vergelijking om het volume te berekenen. Elk lichaamstype heeft zijn eigen formule waarmee u het volume dat het inneemt kunt berekenen. Hieronder staan de formules voor het vinden van het volume van de bovenstaande figuren. Meer details en illustraties zijn te vinden in het artikel Hoe volume te vinden.
- Gebied: V = (4/3) π rwaarbij r de straal van de bol is en π een constante is van ongeveer 3,14.
- Ijshoorntje: V = (1/3) rhwaarbij r de straal van de ronde basis is, h de hoogte van de kegel is, π een constante is van ongeveer 3,14.
- Kubus: V = s, waarbij s de lengte is van de rand van de kubus (zijden van een van zijn vierkante vlakken).
- Rechthoekig parallellepipedum: V = l x b x h, waarbij l de lengte is van het rechthoekige vlak, w de breedte is, h de hoogte van het parallellepipedum (prisma).
- Cilinder: V = π rh , waarbij r de straal van de ronde basis is, h de hoogte van de cilinder is, π een constante is van ongeveer 3,14.
- Piramide: V = (1/3) b x h, waarbij b het gebied van de basis van de piramide is (l x b), h is de hoogte van de piramide.
3 Neem de vereiste metingen. Ze zullen afhangen van het soort lichaam waarmee je te maken hebt. Voor de meeste lichamen met een eenvoudige vorm, moet u de hoogte meten; als de figuur een ronde basis heeft, is het ook noodzakelijk om de straal te bepalen, maar als een rechthoek aan de basis ligt - de lengte en breedte ervan.
- De straal van een cirkel is de helft van de diameter. Meet de diameter door een liniaal in het midden van de cirkel te plaatsen en deel het resultaat door 2.
- De straal van een bol is iets moeilijker te meten, maar het zal niet moeilijk zijn als u de methoden gebruikt die worden beschreven in het artikel Hoe de straal van een bol te vinden.
- De lengte, breedte en hoogte van het lichaam kan worden bepaald door er op de juiste plaatsen een liniaal aan te bevestigen en de afmetingen vast te leggen.
4 Bereken het volume. Nadat u de vorm van het lichaam heeft ontdekt, kiest u een geschikte formule en meet u de hoeveelheden die erin zijn opgenomen. Steek de gemeten waarden in de formule en voer de nodige wiskunde uit. Als resultaat krijg je lichaamsvolume.
- Onthoud dat het antwoord moet worden uitgedrukt in kubieke eenheden, ongeacht welk systeem van eenheden u gebruikt (metrisch of anders). Zorg ervoor dat u na de ontvangen waarde de eenheden schrijft waarin deze wordt gemeten.

Deel 2 van 3: Het volume van een onregelmatig gevormd lichaam berekenen

1 Bepaal het volume van het lichaam aan de hand van de hoeveelheid water die het verplaatst. Het lichaam kan onregelmatig van vorm zijn, waardoor het moeilijk is om de grootte te meten en het leidt tot een onnauwkeurige bepaling van het volume. In dit geval werkt de methode uitstekend, die erin bestaat het volume water te bepalen dat door het lichaam wordt verplaatst tijdens volledige onderdompeling.
- Deze methode kan ook worden gebruikt om het volume van lichamen met de juiste vorm te vinden om berekeningen te vermijden.
2 Vul de maatcilinder (beker) met water. Het is een gelabelde container aan de zijkant voor het meten van het volume van vloeistoffen. Kies een cilinder die groot genoeg is om volledig in het te meten object te passen. Het is noodzakelijk om de cilinder met water te vullen, zodat het object er volledig in kan worden ondergedompeld, maar het stroomt niet uit. Noteer het aanvankelijke watervolume zonder het gemeten lichaam.
- Terwijl u het aanvankelijke watervolume observeert, buigt u voorover zodat uw ogen gelijk zijn met het oppervlak van de vloeistof en noteert u vervolgens de hoogte waarop de onderkant van de meniscus zich bevindt. De meniscus is het buitenoppervlak van water dat buigt wanneer het in contact komt met andere oppervlakken (in ons geval zijn dit de wanden van het vat).
3 Plaats het te meten lichaam voorzichtig in de container. Doe dit soepel om het voorwerp niet te laten vallen, omdat hierdoor een deel van het water uit de maatcilinder kan spatten. Zorg ervoor dat je lichaam volledig in het water is ondergedompeld. Noteer de nieuwe aflezing van het waterniveau in de container, waarbij u uw ogen opnieuw zo plaatst dat uw ogen zich ter hoogte van de meniscus bevinden.
- Als een deel van het water eruit spat terwijl je je lichaam onderdompelt, probeer dan vanaf het begin te herhalen, minder water te gieten of een grotere maatcilinder te gebruiken.
4 Trek de oorspronkelijke waarde af van het uiteindelijke waterpeil. De hoeveelheid water die door een object wordt verplaatst, is gelijk aan het volume in kubieke centimeters. Meestal wordt het volume van vloeistoffen gemeten in milliliter, maar één milliliter is precies gelijk aan één kubieke centimeter.
- Als het waterniveau bijvoorbeeld eerst 35 ml was en nadat het object erin was neergelaten, steeg het tot 65 ml, dan is het volume van dit object 65 - 35 = 30 ml, of 30 cm.

Deel 3 van 3: Dichtheid berekenen

1 Bepaal de massa van het item. De massa van een object komt overeen met de hoeveelheid materie waaruit het is samengesteld. De massa wordt gevonden door direct te wegen op een weegschaal, deze wordt gemeten in gram of kilogram.
- Neem een precisieweegschaal en plaats er een voorwerp op. Noteer de schaalaflezing in uw notitieboekje.
- Het lichaamsgewicht kan ook worden bepaald met behulp van een weegschaal. Het object op de ene schaal plaatsen, op de andere plaats gewichten met bekende massa's zodat beide schalen elkaar in evenwicht houden, op dezelfde hoogte. In dit geval zal de gewenste massa van het object gelijk zijn aan de som van de massa's van de gebruikte gewichten.
- Zorg er voor het wegen voor dat het object niet nat is, anders wordt de meetfout groter.
2 Bepaal je lichaamsvolume. Als het object de juiste vorm heeft, gebruik dan een van de bovenstaande formules om het volume te bepalen. Als de vorm van het lichaam niet correct is, meet dan het volume door het in water onder te dompelen zoals hierboven beschreven.
3 Bereken de dichtheid. Per definitie is dichtheid gelijk aan massa gedeeld door volume. Deel dus de gemeten massa door het berekende volume. Hierdoor krijg je de dichtheid van het lichaam, gemeten in g/cm.
- Laten we bijvoorbeeld de dichtheid berekenen van een object met een volume van 8 cm en een massa van 24 g.
- dichtheid = massa / volume
- d = 24 g / 8 cm
- d = 3 g / cm

Tips

Vaak bestaan objecten uit meerdere delen met regelmatige geometrische vormen. Verdeel in dit geval de samenstellende elementen in groepen die verband houden met een of andere correcte vorm, zoek het volume van elk element en tel ze vervolgens bij elkaar op, waardoor het totale volume van het hele object wordt bepaald.
U kunt het volume van een object zowel door berekening als door onderdompeling in water bepalen en vervolgens de resultaten vergelijken.