Metallin painolaskuri - Teräksen, alumiinin ja kuparin paino

Metallin painon laskin

Metallin painon laskin määrittää kiinteän metallikappaleen painon sen pituuden, leveyden, korkeuden ja metallityypin perusteella. Se kertoo kappaleen tilavuuden valitun metallin tiheydellä. Tämä työkalu kattaa 14 yleistä metallia alumiinista ja teräksestä kultaan ja platinaan.

Metallin painon laskeminen

Paino riippuu kahdesta asiasta: siitä, kuinka paljon tilaa metalli vie (tilavuus), ja siitä, kuinka tiiviisti sen atomit ovat pakkautuneet (tiheys). Vaiheet ovat seuraavat:

1. Mittaa kappaleen pituus, leveys ja korkeus senttimetreinä.
2. Laske nämä kolme lukua kertomalla kappaleen tilavuus kuutiosenttimetreinä (cm³).
3. Selvitä metallin tiheys grammoina kuutiosenttimetriä kohti (g/cm³).
4. Laske paino grammoina kertomalla tilavuus tiheydellä.

Jos tulos on 1000 grammaa tai enemmän, laskin näyttää sen kilogrammoina, koska 1000 g vastaa arvoa 1 kg.

Metallin painon kaava

Kaava on:

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

missä W on paino grammoina, l, w ja h ovat pituus, leveys ja korkeus senttimetreinä ja ρ (rho) on tiheys grammoina kuutiosenttimetriä kohden.

Tämä on sama kuin $W = V \times \rho$, koska $V = l \times w \times h$, missä V on tilavuus. Tämä koskee vain suorakulmaista kappaletta. Sylinterille, putkelle tai muulle muodolle on ennen tätä vaihetta käytettävä eri tilavuuskaavaa (katso jäljempänä kohta Rajoitukset).

14 tuetun metallin tiheydet

Tiheys kertoo, kuinka paljon tietty materiaalitilavuus painaa. Se ilmoitetaan yleensä grammoina kuutiosenttimetriä kohti (g/cm³). Tiheämpi metalli painaa saman kokoisena enemmän.

Platina on luettelon tihein metalli, noin 7,9 kertaa alumiinia tiheämpi, ja alumiini on niistä kevyin.

Esimerkkilaskelma

Esimerkki 1: rautakuutio. Rautakuution jokaisen sivun pituus on 10 cm.

• Tilavuus = 10 × 10 × 10 = 1000 cm³
• Raudan tiheys = 7,87 g/cm³
• Paino = 1000 × 7,87 = 7870 g = 7,87 kg

Esimerkki 2: pieni alumiinikappale. Kappaleen mitat ovat 5 cm × 5 cm × 5 cm.

• Tilavuus = 5 × 5 × 5 = 125 cm³
• Alumiinin tiheys = 2,70 g/cm³
• Paino = 125 × 2,70 = 337,50 g

Koska tulos on alle 1000 g, laskin näyttää sen grammoina eikä kilogrammoina.

Miksi teräs painaa enemmän kuin alumiini

Samankokoisen kappaleen teräs painaa noin 2,9 kertaa niin paljon kuin alumiini. Tämä johtuu suoraan niiden tiheyksistä: teräksen tiheys on 7,85 g/cm³ ja alumiinin 2,70 g/cm³, ja 7,85 jaettuna luvulla 2,70 on noin 2,9. Siksi alumiiniosia käytetään paljon lentokoneissa ja ajoneuvoissa, joissa pienempi paino on tärkeä, kun taas terästä suositaan silloin, kun lujuus ja edullinen hinta ovat painoa tärkeämpiä.

Rajoitteet

Laskin laskee vain suorakulmaisen kappaleen tilavuuden. Se ei pysty määrittämään suoraan sylinterin, putken, pallon tai I-palkin painoa. Näiden muotojen painon määrittämiseksi laske ensin niiden tilavuus erikseen oikealla kaavalla (esimerkiksi umpisylinterin tilavuus on π × säde² × pituus) ja kerro tulos sitten edellä olevan taulukon mukaisella metallin tiheydellä.

Tiheysarvot koskevat puhtaita tai standardilaatuisia metalleja. Todelliset seokset ja valmistetut tuotteet voivat painaa hieman enemmän tai vähemmän kuin nämä luvut osoittavat, koska tarkka koostumus vaihtelee toimittajan ja laatuluokan mukaan.

Usein kysyttyä

Miten metallin paino lasketaan? Kerro metallin tilavuus sen tiheydellä. Suorakulmaisen kappaleen tilavuus saadaan kertomalla pituus, leveys ja korkeus keskenään.

Mikä on teräksen, alumiinin ja kuparin tiheys? Teräksen tiheys on 7,85 g/cm³, alumiinin 2,70 g/cm³ ja kuparin 8,96 g/cm³. Kaikki 14 metallia ovat edellä olevassa taulukossa.

Mitä yksiköitä laskin käyttää? Mitat syötetään senttimetreinä. Tulos ilmoitetaan grammoina, kun paino on alle 1000 g, ja kilogrammoina, kun paino on 1000 g tai enemmän.

Voiko tällä laskimella laskea putken tai pyörötangon painon? Ei suoraan. Se laskee vain suorakulmaisen kappaleen tilavuuden. Sylinterin tai putken tapauksessa laske ensin tilavuus sylinterin kaavalla ja kerro tilavuus sitten metallin tiheydellä.

Miksi teräs painaa saman kokoisena enemmän kuin alumiini? Koska teräs on tiheämpää. Tiheys kertoo, kuinka paljon massaa tiettyyn tilavuuteen on pakkautunut, ja teräkseen pakkautuu samaan tilavuuteen noin 2,9 kertaa enemmän massaa kuin alumiiniin.

Huomioiko laskin eri metallien laatuluokat tai seokset? Ei. Se käyttää kullekin metallille yhtä standarditiheysarvoa. Tietyt seokset ja laatuluokat voivat poiketa hieman näistä arvoista, joten tulokset ovat kyseisille materiaaleille arvioita.