الفيزياء · المسرد

ما معنى الكثافة، بالصيغة؟

يُعرف أيضًا باسم: كثافة

تعريف 46.1 الفيزياء في المرحلتين الابتدائية والإعدادية · الفصل 46 — الحجم والكتلة والكثافة

كثافة مادة، ويُرمز إليها بالحرف ρ\rho (وهو الحرف اليوناني رو)، هي كتلتها لكل وحدة حجم: فلعيّنة كتلتها mm وحجمها VV،

ρ=mV.\rho = \frac{m}{V}.

فإذا كان mm بالغرامات وVV بالسنتيمترات المكعّبة خرج ρ\rho بالغرام لكل سنتيمتر مكعّب (g/cm3\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}) — وهي “كتلة سنتيمتر مكعّب واحد” في السنة الماضية، بزيّها الرسمي الآن. وكثافة الماء: ρ=1.0g/cm3\rho = 1.0\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}. ولأن اللتر 10001000 سنتيمتر مكعّب، فالعدد نفسه يصلح بالكيلوغرام لكل لتر: فالماء 1.0kg1.0\,\mathrm{kg} لكل لتر.

جدول الكثافات أفقًا للمباني: من فلّين خفيف كالريشة عند 0.2 إلى ذهب شامخ عند 19.3. والماء عند 1.0 هو حدّ الطفو.
جدول الكثافات أفقًا للمباني: من فلّين خفيف كالريشة عند 0.20.2 إلى ذهب شامخ عند 19.319.3. والماء عند 1.01.0 هو حدّ الطفو.

أمثلة

مثال 46.2 (قراءة الحروف)

الصيغة جملة بالاختزال. والعلاقة ρ=m/V\rho = m/V تُقرأ: “لإيجاد الكثافة اقسم كتلة العيّنة على حجمها.” والحروف مواضع شاغرة — فلهذه الحصاة يصير mm هو 75g75\,\mathrm{g} ويصير VV هو 30cm330\,\mathrm{cm}^{3}:

ρ=mV=7530=2.5g/cm3.\rho = \frac{m}{V} = \frac{75}{30} = 2.5\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}.

القسمة نفسها التي في السنة الماضية — لكن الصيغة تحفظ الوصفة لكل حصاة تأتي.

مثال 46.4 (الوصفات في عملها)

الكتلة من الحجم: كم يزن 250cm3250\,\mathrm{cm}^{3} من الحديد (ρ=7.9\rho = 7.9m=7.9×250=1975gm = 7.9 \times 250 = 1975\,\mathrm{g} — أي قرب كيلوغرامين في حجم فنجان قهوة. والحجم من الكتلة: أيّ حيّز يشغله 540g540\,\mathrm{g} من البلّوط (ρ=0.6\rho = 0.6V=540÷0.6=900cm3V = 540 \div 0.6 = 900\,\mathrm{cm}^{3}. ورفيق السلامة: أجوبة الحديد يجب أن تكون ثقيلة صغيرة، وأجوبة الخشب خفيفة كبيرة — فجدول الكثافات خير صديق لخطوة الحكم.

مثال 46.8 (السبائك وما بينهما)

امزج مادّتين فتحطّ كثافة المزيج بين توقيعيهما — أقرب إلى المكوّن الأسخى. فالبرونز (نحاس 9.09.0 مع قليل من القصدير) يوقّع قرب 8.88.8؛ وخليط التاج من ذهب وفضة وقّع بين 10.510.5 و19.319.3؛ وماء البحر، وهو ملح مذاب في ماء، يرتقي إلى نحو 1.031.03. والبينيّة نفسها قرينة: فقراءة 1212 من سبيكة “ذهب خالص” اعتراف بصحبة.

اقرأ في الفصل ←