Υπολογιστής Βάρους Μετάλλων - Βάρος Χάλυβα, Αλουμινίου & Χαλκού

Υπολογιστής βάρους μετάλλων

Ένας υπολογιστής βάρους μετάλλων βρίσκει το βάρος ενός συμπαγούς μεταλλικού μπλοκ από το μήκος, το πλάτος, το ύψος και το είδος του μετάλλου. Πολλαπλασιάζει τον όγκο του μπλοκ επί την πυκνότητα του επιλεγμένου μετάλλου. Το εργαλείο καλύπτει 14 κοινά μέταλλα, από το αλουμίνιο και τον χάλυβα έως τον χρυσό και την πλατίνα.

Πώς υπολογίζεται το βάρος μετάλλων

Το βάρος εξαρτάται από δύο πράγματα: τον χώρο που καταλαμβάνει το μέταλλο (όγκος) και το πόσο πυκνά είναι διατεταγμένα τα άτομά του (πυκνότητα). Τα βήματα είναι:

1. Μετρήστε το μήκος, το πλάτος και το ύψος του μπλοκ, σε εκατοστά.
2. Πολλαπλασιάστε αυτούς τους τρεις αριθμούς για να βρείτε τον όγκο, σε κυβικά εκατοστά (cm³).
3. Βρείτε την πυκνότητα του μετάλλου, σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό (g/cm³).
4. Πολλαπλασιάστε τον όγκο επί την πυκνότητα για να βρείτε το βάρος, σε γραμμάρια.

Αν το αποτέλεσμα είναι 1000 γραμμάρια ή περισσότερο, ο υπολογιστής το εμφανίζει σε κιλά, επειδή 1000 g ισούται με 1 kg.

Τύπος για το βάρος μετάλλων

Ο τύπος είναι:

$W = l \times w \times h \times \rho$

όπου W είναι το βάρος σε γραμμάρια, l, w και h είναι το μήκος, το πλάτος και το ύψος σε εκατοστά και ρ (ρο) είναι η πυκνότητα σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό.

Αυτό είναι ισοδύναμο με $W = V \times \rho$, επειδή $V = l \times w \times h$, όπου V είναι ο όγκος. Ισχύει μόνο για ορθογώνιο μπλοκ. Για έναν κύλινδρο, έναν σωλήνα ή άλλο σχήμα απαιτείται διαφορετικός τύπος όγκου πριν από αυτό το βήμα (βλ. «Περιορισμοί» παρακάτω).

Πυκνότητες των 14 υποστηριζόμενων μετάλλων

Η πυκνότητα είναι το βάρος ενός δεδομένου όγκου ενός υλικού. Συνήθως εκφράζεται σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό (g/cm³). Ένα μέταλλο με μεγαλύτερη πυκνότητα ζυγίζει περισσότερο για το ίδιο μέγεθος.

Η πλατίνα είναι το μέταλλο με τη μεγαλύτερη πυκνότητα στη λίστα, περίπου 7,9 φορές πιο πυκνή από το αλουμίνιο, το ελαφρύτερο μέταλλο.

Λυμένο παράδειγμα

Παράδειγμα 1: κύβος από σίδηρο. Ένας κύβος από σίδηρο έχει μήκος 10 cm σε κάθε πλευρά.

• Όγκος = 10 × 10 × 10 = 1000 cm³
• Πυκνότητα του σιδήρου = 7,87 g/cm³
• Βάρος = 1000 × 7,87 = 7870 g = 7,87 kg

Παράδειγμα 2: μικρό μπλοκ από αλουμίνιο. Ένα μπλοκ έχει διαστάσεις 5 cm × 5 cm × 5 cm.

• Όγκος = 5 × 5 × 5 = 125 cm³
• Πυκνότητα του αλουμινίου = 2,70 g/cm³
• Βάρος = 125 × 2,70 = 337,50 g

Επειδή αυτό το αποτέλεσμα είναι μικρότερο από 1000 g, ο υπολογιστής το εμφανίζει σε γραμμάρια και όχι σε κιλά.

Γιατί ο χάλυβας ζυγίζει περισσότερο από το αλουμίνιο

Για ένα μπλοκ ίδιου μεγέθους, ο χάλυβας ζυγίζει περίπου 2,9 φορές όσο το αλουμίνιο. Αυτό προκύπτει άμεσα από τις πυκνότητές τους: ο χάλυβας έχει πυκνότητα 7,85 g/cm³ και το αλουμίνιο 2,70 g/cm³, ενώ το 7,85 διαιρούμενο με το 2,70 ισούται περίπου με 2,9. Γι’ αυτό τα εξαρτήματα από αλουμίνιο είναι συνηθισμένα σε αεροσκάφη και οχήματα, όπου έχει σημασία το μικρότερο βάρος, ενώ ο χάλυβας προτιμάται όταν η αντοχή και το χαμηλό κόστος έχουν μεγαλύτερη σημασία από το βάρος.

Περιορισμοί

Ο υπολογιστής υπολογίζει μόνο τον όγκο ενός ορθογώνιου μπλοκ. Δεν μπορεί να βρει απευθείας το βάρος ενός κυλίνδρου, σωλήνα, σφαίρας ή δοκού διατομής I. Για να υπολογίσετε το βάρος ενός από αυτά τα σχήματα, υπολογίστε πρώτα ξεχωριστά τον όγκο του χρησιμοποιώντας τον σωστό τύπο για το συγκεκριμένο σχήμα (για παράδειγμα, π × ακτίνα² × μήκος για συμπαγή κύλινδρο) και, στη συνέχεια, πολλαπλασιάστε το αποτέλεσμα επί την πυκνότητα του μετάλλου από τον παραπάνω πίνακα.

Οι τιμές πυκνότητας αφορούν καθαρά μέταλλα ή μέταλλα τυποποιημένης ποιότητας. Τα πραγματικά κράματα και τα βιομηχανικά προϊόντα μπορεί να ζυγίζουν λίγο περισσότερο ή λιγότερο από όσο υποδεικνύουν αυτά τα αριθμητικά δεδομένα, επειδή η ακριβής σύσταση διαφέρει ανά προμηθευτή και ποιότητα.

Συχνές ερωτήσεις

Πώς υπολογίζεται το βάρος ενός μετάλλου; Πολλαπλασιάστε τον όγκο του μετάλλου επί την πυκνότητά του. Για ένα ορθογώνιο μπλοκ, ο όγκος ισούται με το μήκος επί το πλάτος επί το ύψος.

Ποια είναι η πυκνότητα του χάλυβα, του αλουμινίου και του χαλκού; Ο χάλυβας έχει πυκνότητα 7,85 g/cm³, το αλουμίνιο 2,70 g/cm³ και ο χαλκός 8,96 g/cm³. Ο πλήρης κατάλογος των 14 μετάλλων εμφανίζεται στον παραπάνω πίνακα.

Ποιες μονάδες χρησιμοποιεί ο υπολογιστής; Οι διαστάσεις εισάγονται σε εκατοστά. Το αποτέλεσμα εμφανίζεται σε γραμμάρια για βάρη μικρότερα από 1000 g και σε κιλά για βάρη 1000 g ή μεγαλύτερα.

Μπορεί αυτός ο υπολογιστής να βρει το βάρος ενός σωλήνα ή μιας στρογγυλής ράβδου; Όχι απευθείας. Υπολογίζει μόνο τον όγκο ενός ορθογώνιου μπλοκ. Για έναν κύλινδρο ή έναν σωλήνα, υπολογίστε πρώτα τον όγκο με τον τύπο του κυλίνδρου και, στη συνέχεια, πολλαπλασιάστε αυτόν τον όγκο επί την πυκνότητα του μετάλλου.

Γιατί ο χάλυβας είναι βαρύτερος από το αλουμίνιο για το ίδιο μέγεθος; Επειδή ο χάλυβας είναι πυκνότερος. Η πυκνότητα μετρά πόση μάζα είναι συσσωρευμένη σε έναν δεδομένο όγκο και ο χάλυβας περιέχει περίπου 2,9 φορές περισσότερη μάζα από το αλουμίνιο για τον ίδιο όγκο.

Λαμβάνει ο υπολογιστής υπόψη διαφορετικές ποιότητες ή κράματα μετάλλων; Όχι. Χρησιμοποιεί μία τυπική τιμή πυκνότητας για κάθε μέταλλο. Συγκεκριμένα κράματα και ποιότητες μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς από αυτές τις τιμές, επομένως τα αποτελέσματα αποτελούν εκτίμηση για τα συγκεκριμένα υλικά.