مبانی علمی: رابطه چگالی و جرم
در فیزیک، چگالی (Density) معیاری است که نشان میدهد چه مقدار جرم در یک حجم مشخص فشرده شده است. رابطه بنیادین بین جرم، چگالی و حجم با فرمول معروف m = ρV بیان میشود. این مفهوم در تمامی صنایع، از بارگیری کشتیها تا طراحی هواپیما و حتی آشپزی کاربرد دارد. دانستن چگالی به ما اجازه میدهد بدون وزن کردن مستقیم یک جسم بزرگ، وزن آن را صرفاً با دانستن ابعادش تخمین بزنیم.
فرمول محاسبه (ریاضیات)
فرمول اصلی بسیار ساده است، اما نکته کلیدی "سازگاری واحدها" است. اگر چگالی بر حسب kg/m³ باشد، حجم هم باید بر حسب m³ باشد.
مثالهای واقعی
تخمین وزن میلگرد
حجم یک شاخه میلگرد فولادی را محاسبه و در چگالی فولاد (۷۸۵۰) ضرب میکنند تا وزن آن بدست آید.
وزن آب استخر
یک استخر با حجم ۵۰ متر مکعب آب پر شده است. چون چگالی آب ۱۰۰۰ است، وزن آب ۵۰,۰۰۰ کیلوگرم یا ۵۰ تن است.
شمش طلا
یک مکعب کوچک طلا با حجم ۱۰ سانتیمتر مکعب، وزنی معادل ۱۹۳ گرم دارد (چگالی طلا ۱۹.۳ است).
اشتباهات رایج
- ×
عدم تبدیل واحدها: ضرب کردن چگالی (g/cm³) در حجم (m³) بدون تبدیل واحد، عددی کاملاً غلط (یک میلیون برابر اختلاف) میدهد.
- ×
اشتباه گرفتن "جرم" و "وزن": در مکالمات روزمره این دو یکی هستند، اما در فیزیک وزن حاصلضرب جرم در شتاب گرانش است.