Ominaispainovoiman kaava
Ominaispainovoima on käsite, jonka me kaikki olemme nähneet, mutta emme tiedä sen nimeä. Myös esineen tiheys määrittää tämän tekijän. Lisäksi tässä aiheessa käsittelemme ominaispainovoimaa, ominaispainovoiman kaavaa ja sen johtamista sekä ratkaistuja esimerkkejä.
Ominaispainovoima
Ominaispainovoimalla tarkoitetaan esineen ja vertailuaineen tiheyden suhdetta. Lisäksi ominaispaino voi kertoa, uppoaa vai kelluuko esine vertailuaineessa. Sitä paitsi vertailumateriaali on vesi, jonka tiheys on aina 1 gramma kuutiosenttimetriä kohti tai 1 gramma millimetriä kohti.
Yksinkertaisesti sanottuna ominaispaino määrittelee, uppoavatko vai kelluvatko esineet veteen. Lisäksi on monia tekijöitä, jotka määrittelevät, kelluuko tai uppoaa esine.
Saa valtava luettelo fysiikan kaavoista täältä
Tiheys
Kappaleen tiheydellä tarkoitetaan sitä, kuinka raskas tai tiivis kappale on tietyssä tilavuudessa. Lisäksi mittaamme sitä massana tilavuusyksikköä kohti. Lisäksi se kirjoitetaan grammoina kuutiosenttimetriä kohti (\(g/cm^{3}\)), grammoina millimetriä kohti (g/mL) tai kilogrammoina litraa kohti (kg/L).
Yksinkertaisesti sanottuna tiheys tarkoittaa esineen raskautta tai keveyttä tietyssä tilavuudessa. Lisäksi esineen tiheys liittyy suoraan esineen massaan, mikä tarkoittaa, että esineellä, jossa on enemmän molekyylejä, on suuri tiheys ja esineellä, jossa on vähemmän molekyylejä, on pienempi tiheys.
Ominaispainon kaava
Ominaispainon kaava on määritelty siten, että vertailuaineksena on vesi ja kaava on esineen tiheyden ja veden tiheyden suhde. Myös kreikkalainen symboli Rho \(\rho\) osoittaa tiheyden.
Kaava näyttää tältä
Erityispainovoima = \(\frac{kappaleen tiheys}{veden tiheys}\) = \(\frac{\rho_{kappaleen}}{\rho_{ H_{2}O}}})
Erityispaino, ominaispainolla ei ole mittayksikköä, koska kaavan osoittaja ja nimittäjä ovat samat, joten ne kumoavat toisensa.
Ominaispainon kaavan derivointi
\(\rho\) = viittaa kreikkalaiseen symboliin, joka tarkoittaa tiheyttä
Kappale = viittaa kappaleen tiheyteen
\(H_{2}O\) = viittaa vertailumateriaalin tiheyteen (vesi)
Lisäksi ominaispainon kannalta on tärkeää tietää kappaleen tiheys ja myös se, miten tiheys lasketaan.
Tiheyden kaava
Tiheys = \(\frac{massa}{tilavuus}\) = \(\frac{m}{v}\)
Derivointi
m = viittaa esineen massaan
v = viittaa esineen tilavuuteen
Lisäksi, esineen massa voi olla grammoina, kilogrammoina ja kiloina. Myös tiheys liittyy suoraan esineen massaan. Voimme siis määrittää ominaispainon jakamalla esineen massan veden massalla.
Ominaispaino = \(\frac{esineen massa}{veden massa}\) = \(\frac{m_{esine}}{m_{H_{2}O}}}\)
Lisäksi, esineen massa on myös suoraan yhteydessä tiheyteen. Lisäksi massa mitataan newtonseina. Lisäksi voimme löytää ominaispainon myös esineen ja veden painon avulla
Ominaispaino = \(\frac{esineen paino}{veden paino}\) = \(\frac{W_{esine}}{W_{H_{2}O}}})
Huomionarvoista on, että kaikissa näissä kaavoissa kaikki yksiköt ovat samat ja ne kumoavat toisensa.
Ratkottu esimerkki ominaispainon kaavasta
Esimerkki 1
Nesteen massa on 36 grammaa ja veden (vertailuaine) tilavuus on 3 ml. Etsi kappaleen ominaispaino? Määritä myös uppoaa vai kelluuko esine vedessä? Lisäksi veden tiheys on 1 g/ml.
Ratkaisu:
Aluksi täytyy keksiä kappaleen tiheys. Ja sen jälkeen löydämme esineen ominaispainon.
Annetaan:
m = 36 g
v = 3 mL
\(\rho\) = 1 g/mL
Laskelma:
Kappaleen tiheys = \(\frac{m}{v}\) = \(\frac{36 g}{3 ml}\) = 12 g/mL
Nyt tiedämme molempien alkuaineiden eli kappaleen ja veden tiheyden. Laitetaan siis arvot ominaispainon yhtälöön, jotta saadaan vastaus selville.
Ominaispaino = \(\frac{\rho_{objekti}}{\rho H_{2}O}\) = \(\frac{12 g/mL}{1 g/mL}\) = 12
Objektin tiheys on siis 12 g/mL ja ominaispaino on 12. Näin ollen ominaispaino on suurempi kuin 1, joten esine uppoaa veteen.