جدول المحتويات
يمكن إيجاد كثافة الجسم باستخدام ؟، حيث إن كثافة الأجسام تعتمد على أثنين من الخصائص الفيزيائية للأجسام، ويمكن إيجاد كثافة الأجسام من خلال القوانين الفيزيائية، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن كثافة الأجسام، كما وسنوضح طريقة حساب هذه الكثافة.
ما هي كثافة الأجسام
الكثافة (بالإنجلزية: Density)، هي خاصية فيزيائية للأجسام تعبر عن مقدار كتلة المادة الموجودة في حجم معين في الفراغ، ويرمز للكثافة في المعادلات والصيغ الرياضية بالرمز ρ، وتقاس هذه الخاصية الفيزيائية للأجسام بوحدة الكيلوجرام لكل متر مكعب، ويرمز لهذه الوحدة بالرمز kg/m³ أو بالرمز العربي كجم/م²، ويمكن قياس الكثافة ايضاً بإستخدام وحدات آخرى مثل سنتيمتر لكل جرام بالرمز g/cm³، وعادة ما يكون للمواد المختلفة كثافات مختلفة، كما وتختلف كثافة المادة بإختلاف مقدار درجة الحرارة والضغط، وعادة ما يكون هذا الإختلاف صغيراً بالنسبة للمواد الصلبة والسوائل، ولكنه يكون إختلاف كبير بالنسبة للغازات، حيث يؤدي زيادة الضغط على الغاز إلى تقليل حجمه وبالتالي زيادة كثافته بشكل كبير.
وفي الواقع تؤدي زيادة درجة حرارة مادة ما، إلى تقليل كثافتها عن طريق زيادة حجمها، حيث أنه في معظم السوائل يؤدي تسخين قاع السائل إلى إنتقال الحرارة من الأسفل إلى الأعلى، وذلك يحدث بسبب إنخفاض كثافة السائل المسخن، مما يؤدي هذا إلى إرتفاعه نسبة إلى مادة غير مسخنة بكثافة أكثر.[1]
شاهد ايضاً: ما الذي يحدد كثافة الهواء
يمكن إيجاد كثافة الجسم باستخدام
يمكن إيجاد كثافة الجسم بإستخدام كتلة الجسم وحجم الجسم، حيث أنه يمكن حساب كثافة أي جسم من خلال قسمة كتلة الجسم على حجمه، وعلى حسب هذا القانون نستنج أنه كلما زادت كتلة الجسم كلما زادت كثافته، كما وإنه كلما زاد حجم الجسم كلما قلت كثافته، وفي ما يلي توضيح للقانون الرياضي المستخدم في حساب كثافة الأجسام، وهو كالأتي:[2]
ρ = m ÷ V
كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم
حيث إن:
- ρ ← هي كثافة الجسم وتقاس بوحدة كيلوجرام / متر³.
- m ← هي كتلة الجسم وتقاس بوحدة كيلوجرام.
- V ← هو حجم الجسم ويقاس بوحدة متر³.
وفي ما يلي جدول يوضح كثافة بعض أهم المواد والمعادن في الطبيعة، وهو كالأتي:[3]
| المادة | الكثافة ( كيلوجرام / متر³ ) |
| الماء | 999.10 كيلوجرام / متر³ |
| الهواء | 1.204 كيلوجرام / متر³ |
| السيلينيوم | 4800 كيلوجرام / متر³ |
| الزنك | 7000 كيلوجرام / متر³ |
| النحاس | 8940 كيلوجرام / متر³ |
| المغنيسيوم | 1740 كيلوجرام / متر³ |
| الذهب | 19320 كيلوجرام / متر³ |
| الزئبق | 13546 كيلوجرام / متر³ |
| الحديد | 7870 كيلوجرام / متر³ |
| الفضة | 10500 كيلوجرام / متر³ |
شاهد ايضاً: حاصل ضرب كتلة الجسم في سرعته
أمثلة على طريقة حساب كثافة الأجسام
في ما يلي بعض الأمثلة العملية على طريقة حساب كثافة الأجسام، وهي كالأتي:
- المثال الأول: حساب كثافة مادة كتلتها حوالي 20 كيلوجرام في حجم مقداره 0.15 متر مكعب.
طريقة الحل:
كتلة الجسم = 20 كيلوجرام
حجم الجسم = 0.15 متر³
كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم
كثافة الجسم = 20 ÷ 0.15
كثافة الجسم = 133.33 كيلوجرام / متر³ - المثال الثاني: حساب كثافة مادة كتلتها حوالي 780 كيلوجرام في حجم مقداره 0.75 متر مكعب.
طريقة الحل:
كتلة الجسم = 780 كيلوجرام
حجم الجسم = 0.75 متر³
كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم
كثافة الجسم = 780 ÷ 0.75
كثافة الجسم = 1040 كيلوجرام / متر³ - المثال الثالث: ما هو مقدار كتلة حوالي 2.5 متر مكعب من مادة النحاس
طريقة الحل:
حجم الجسم = 2.5 متر³
كثافة النحاس = 8940 كيلوجرام / متر³
كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم
كتلة الجسم = كثافة الجسم × حجم الجسم
كتلة الجسم = 8940 × 2.5
كتلة الجسم = 22350 كيلوجرام
كتلة الجسم = 22.350 طن متري - المثال الرابع: حساب حجم الحيز الذي تشغله كتلة 3 كيلوجرام من مادة الذهب
طريقة الحل:
كتلة الجسم = 3 كيلوجرام
كثافة الذهب = 19320 كيلوجرام / متر³
كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم
حجم الجسم = كتلة الجسم ÷ كثافة الجسم
حجم الجسم = 3 ÷ 19320
حجم الجسم = 0.0001552 متر³
حجم الجسم = 155.2 سنتيمتر³ - المثال الخامس: ما هو مقدار كتلة حوالي 0.15 متر مكعب من الماء
طريقة الحل:
حجم الجسم = 0.15 متر³
كثافة الماء = 999.10 كيلوجرام / متر³
كثافة الجسم = كتلة الجسم ÷ حجم الجسم
كتلة الجسم = كثافة الجسم × حجم الجسم
كتلة الجسم = 999.10 × 0.15
كتلة الجسم = 149.86 كيلوجرام
شاهد ايضاً: كيف يمكنني قياس حجم الهواء الموجود في البالون
وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا أنه يمكن إيجاد كثافة الجسم باستخدام كتلة الجسم وحجم الجسم من خلال قسمة الكتلة على حجم الجسم، كما ووضحنا نبذة تفصيلية عن الكثافة في الفيزياء، وذكرنا كثافة بعض أهم المعادن، بالإضافة إلى ذكر طريقة حساب كثافة الأجسام أو طريقة إيجاد الحجم أو الكتلة من قانون الكثافة الفيزيائي.
