Отношение веса к объему

Среди множества параметров, характеризующих свойства материалов существует и такой как удельный вес. Иногда применяют термин плотность, но это не совсем верно. Но так или иначе эти оба термина имеют собственные определения и имеют хождение в математике, физике и множестве других наук, в том числе и материаловедении.

Отношение веса к объему

Определение удельного веса

Физическая величина, являющаяся отношением веса материала к занимаемому им объему, называется УВ материала.

Материаловедение ХХI века далеко ушло вперед в и уже освоены технологии, которые каких-то сто лет назад считались фантастикой. Эта наука может предложить современной промышленности сплавы, которые отличаются друг от друга качественными параметрами, но и физико-техническими свойствами.

Для определения того, как некий сплав может быть использован для производства целесообразно определить УВ. Все предметы, изготовленные с равным объемом, но для их производства был использованы разные виды металлов, будут иметь разную массу, она находится в четкой связи с объемом. То есть отношение объема к массе это есть некое постоянное число, характерная для этого сплава.

Для расчета плотности материала применяют специальную формулу, имеющую прямую связь с УВ материала.

Кстати, УВ чугуна, основного материала для создания стальных сплавов, можно определить весом 1 см 3 , отраженного в граммах. Тем больше УВ металла, тем тяжелее будет готовое изделие.

Формула удельного веса

Формулу расчета УВ выглядит как отношение веса к объему. Для подсчета УВ допустимо применять алгоритм расчета, который изложен в школьном курсе физики.
Для этого необходимо использовать закон Архимеда, точнее определение силы, которая является выталкивающей. То есть груз с некоей массой и при этом он держится на воде. Другими словами на него влияют две силы – гравитации и Архимеда.

Формула для расчета архимедовой силы выглядит следующим образом

F=g×V,

где g – это УВ жидкости. После подмены формула приобретает следующий вид F=y×V, отсюда получаем формулу УВ груза y=F/V.

Разница между весом и массой

В чем состоит разница между весом и массой. На самом деле в быту, она не играет ни какой роли. В самом деле, на кухне, мы не делаем развития между весом курицы и ее массой, но между тем между этими терминами существуют серьезные различия.

Эта разница хорошо видна при решении задач, связанных с перемещением тел в межзвездном пространстве и ни как имеющим отношения с нашей планете, и в этих условиях эти термины существенно различаются друг от друга.
Можно сказать следующее, термин вес имеет значение только в зоне действия силы тяжести, т.е. если некий объект находиться рядом с планетой, звездой и пр. Весом можно называть силу, с которой тело давит на препятствие между ним и источником притяжения. Эту силу измеряют в ньютонах. В качестве примера можно представить следующую картину — рядом с платным образованием находиться плита, с расположенным на ее поверхности неким предметом. Сила, с которой предмет давит на поверхность плиты и будет весом.

Отношение веса к объему

Масса тела напрямую связана с инерцией. Если детально рассматривать это понятие то можно сказать, что масса определяет размер гравитационного поля создаваемого телом. В действительности, это одна из ключевых характеристик мироздания. Ключевое различие между весом и массой заключается в следующем — масса не зависит от расстояния между объектом и источником гравитационной силы.

Для измерения массы применяют множество величин – килограмм, фунт и пр. Существует международная система СИ, в которой применяют привычные, нам килограммы, граммы и пр. Но кроме нее, в многих странах, например, Британских островах, существует собственная система мер и весов, где вес измеряют в фунтах.

Разница между удельным весом и плотностью

УВ – что это такое?

Удельный вес – это есть отношение веса материи к его объему. В международной системе измерений СИ его измеряют как ньютон на кубический метр. Для решения определенных задач в физике УВ определяют следующим образом – насколько обследуемое вещество тяжелее, чем вода при температуре 4 градусов при условии того, что вещество и вода имеют равные объемы.

По большей части такое определение применяют в геологических и биологических исследованиях. Иногда, УВ, рассчитываемый по такой методике, называют относительной плотностью.

В чем отличия

Как уже отмечалось, эти два термина часто путают, но так как, вес напрямую зависим от расстояния между объектом и гравитационным источником, а масса не зависит от этого, поэтому термины УВ и плотность различаются между собой.
Но необходимо принять во внимание то, что при некоторых условиях масса и вес могут совпадать. Измерить УВ в домашних условиях практически невозможно. Но даже на уровне школьной лаборатории такую операцию достаточно легко выполнить. Главное что бы лаборатория была оснащена весами с глубокими чашами.

Предмет необходимо взвесить при нормальных условиях. Полученное значение можно будет обозначить как Х1, после этого чашу с грузом помещают в воду. При этом в соответствии с законом Архимеда груз потеряет часть своего веса. При этом коромысло весов будет перекашиваться. Для достижения равновесия на другую чашу необходимо добавить груз. Его величину можно обозначить как Х2. В результате этих манипуляций будет получен УВ, который будет выражен как соотношение Х1 и Х2. Кроме вещества в твердом состоянии удельных можно измерить и для жидкостей, газов. При этом замеры можно выполнять в разных условиях, например, при повышенной температуре окружающей среды или пониженной температуры. Для получения искомых данных применяют такие приборы как пикнометр или ареометр.

Единицы измерения удельного веса

В мире применяют несколько систем мер и весов, в частности, в системе СИ УВ измеряют в отношении Н (Ньютон) к метру кубическому. В других системах, например, СГС у удельного веса используется такая единица измерения д(дин) к сантиметру кубическому.

Читать также:  Сварочный инвертор прораб схема

Металлы с наибольшим и наименьшим удельным весом

Кроме того, что понятие удельного веса, применяемое в математике и физике, существуют и довольно интересные факты, например, об удельных весах металлов из таблицы Менделеева. если говорить о цветных металлах, то к самым «тяжелым» можно отнести золото и платину.

Эти материалы превышают по удельному весу, такие металлы как серебро, свинец и многие другие. К «легким» материалам относят магний с весом ниже чем у ванадия. Нельзя забывать и радиоактивных материалах, к примеру, вес урана составляет 19,05 грамм на кубический см. То есть, 1 кубический метр весит 19 тонн.

Удельный вес других материалов

Наш мир сложно представить без множества материалов, используемых в производстве и быту. Например, без железа и его соединений (стальных сплавов). УВ этих материалов колеблется в диапазоне одной – двух единиц и это не самые высокие результаты. Алюминий, к примеру, обладает низкой плотностью и малым удельным весом. Эти показатели позволили его использовать в авиационной и космической отраслях.

Отношение веса к объему

Удельный вес металлов

Медь и ее сплавы, обладают удельным весом сопоставимый со свинцом. А вот ее соединения – латунь, бронза легче других материалов, за счет того, в них использованы вещества с меньшим удельным весом.

Как рассчитать удельный вес металлов

Как определить УВ — этот вопрос часто встает у специалистов занятых в тяжелой промышленности. Эта процедура необходима для того, что бы определить именно те материалы, которые будет отличаться друг от друга улучшенными характеристиками.

Одна из ключевых особенностей металлических сплавов заключается в том, какой металл является основой сплава. То есть железо, магний или латунь, имеющие один объем будут иметь разную массу.

Плотность материала, которая рассчитывается на основании заданной формулы имеет прямое отношение к рассматриваемому вопросу. Как уже отмечено, УВ – это соотношение веса тела к его объему, надо помнить, что эта величина может быть определена как силу тяжести и объема определенного вещества.

Для металлов УВ и плотность определяют в той же пропорции. Допустимо использовать еще одну формулу, которая позволяет рассчитать УВ. Она выглядит следующим так УВ (плотность) равна отношению веса и массы с учетом g, постоянной величины. Можно сказать, что УВ металла может, носит название веса единицы объема. Дабы определить УВ необходимо массу сухого материала поделить на его объем. По факту, эта формула может быть использована для получения веса металла.

Кстати, понятие удельного веса широко применяют при создании металлических калькуляторов, применяемых для расчета параметров металлического проката разного типа и назначения.

УВ металлов измеряют в условиях квалифицированных лабораторий. В практическом виде этот термин редко применяют. Значительно чаще, применяют понятие легкие и тяжелые металлы, к легким относят металлы с малым удельным весом, соответственно к тяжелым относят металлы с большим удельным весом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Наименование физической величины должно точно и однозначно отражать сущность отображаемого им свойства объекта или параметра, явления или процесса.

Для каждой физической величины следует применять одно наименование (термин).

Наименования физических величин надлежит применять с учетом следующих рекомендаций.

1. Понятие "масса" должно применяться во всех случаях, когда имеется в виду свойство тела или вещества, характеризующее их инерционность и способность создавать гравитационное поле (скалярная величина), а понятие "вес" – в случаях, когда имеется в виду сила, возникающая вследствие взаимодействия с гравитационным полем (векторная величина).

Масса не зависит от ускорения свободного падения, а вес пропорционален этому ускорению (равен mg).

Масса выражается в килограммах (граммах, мегаграммах, миллиграммах, тоннах и т.д.) а вес, как любая сила, – в ньютонах (килоньютонах, меганьютонах, деканьютонах и т.д.).

В качестве характеристики материалов, изделий и конструкций в стандартах, в спецификациях и на чертежах должна приводиться их масса, а вес указывается лишь в случаях, когда речь идет о силе воздействия под действием земного притяжения (для объектов расположенных на Земле).

В заданиях на проектирование строительных конструкций следует указывать массу оборудования, а не его вес.

2. В соответствии с рекомендациями стандарта ИСО 31/III "Механические величины и их единицы" различают три вида плотности: линейную, поверхностную и объемную, которые определяются отношением массы тела соответственно к его длине (например, для проволоки, стержня), к площади поверхности (например, для листовой стали) и к объему.

Понятия "линейная и поверхностная плотности" ранее практически не применялись. Вместо них говорилось о весе одного погонного или одного квадратного метра изделий.

Объемная плотность – наиболее употребительная величина. Чтобы не повторять неоднократно оба слова, входящие в этот термин, принято вместо термина "объемная плотность" использовать сокращенный (усеченный) термин "плотность".

Не следует отождествлять существенно разные понятия "плотность" и "удельный вес".

Величина, равная отношению массы вещества к занимаемому им объему, называется плотностью (а не удельным, объемным или насыпным весом) и выражается в килограммах на кубический метр (кг/м 3 ).

Удельный вес – это отношение веса тела к его объему и, следовательно, зависит от ускорения свободного падения. Удельный вес выражается в ньютонах на кубический метр (Н/м 3 ). Удельный вес равен произведению плотности на ускорение свободного падения.

В качестве характеристики материала или вещества должна приводиться плотность – величина постоянная для данного материала или вещества, а не их удельный вес. Например, следует говорить о плотности стали 7850 кг/м 3 , а не о ее удельном весе.

Ранее для физической величины, представляющей собой отношение веса тала или материала к занимаемому ими объему, употреблялись различные термины в зависимости от того, является данное тело (материал) однородным или неоднородным (пористым). Для однородных материалов (стали, стекла, воды и т.п.) использовался термин "удельный вес", а для неоднородных, пористых и сыпучих материалов (бетона, кирпича, грунта и т.п.) – "объемный вес" (хотя правильнее в этом случае говорить с "среднем удельном весе" материала*). В применении двух различных наименований одной и той же физической величины, так же как и терминов "плотность" и "объемная масса", обозначающих отношение массы материала к занимаемому им объему, нет необходимости.

* Применительно к грунтам ранее в технической литературе на французском и испанском языках использовался термин "кажущийся удельный вес". В соответствии с рекомендациями Подкомитета по обозначениям, единицам и определениям Международной ассоциации по механике грунтов и фундаментостроению (МАМГИФ, 1977 г.) слово "кажущийся" исключено из наименования этой величины.

Читать также:  Sy15p 101r как проверить

Методическими указаниями СЭВ по терминам и определениям в области измерения плотности установлена следующая терминология:

средняя плотностьт физическая величина, определяемая отношением массы V тела или вещества ко всему занимаемому ими объему, включая имеющиеся в них пустоты и поры:

Отношение веса к объему;

истинная плотность – предел отношения массы к объему, когда объем стягивается к точке, в которой определяется плотность тела или вещества (т.е. без учета имеющихся в них пустот и пор):

Отношение веса к объему;

насыпная плотность – отношение массы зернистых материалов, материалов в виде порошка ко всему занимаемому ими объему, включая и пространства между частицами;

нормальная плотность газа – плотность газа в нормальных условиях:

нормальная температура Тn = 273,15 К(tn = 0 С);

нормальное давление n = 101,325 кПа;

относительная влажность  = 0 %;

стандартная плотность газа st – плотность газа в стандартных условиях:

стандартная температура Тst = 293,15 К(tst = 20 С);

стандартное давление st = n = 101,325 кПа;

относительная влажность  = 0 %;

относительная плотность d – отношение плотности  тела или вещества к плотности  стандартного вещества при определенных физических условиях:

Отношение веса к объему.

Примечание. Относительная плотность – безразмерная величина.

Для пористых и сыпучих тел и материалов следует различать истинную плотность (определяемую без учета имеющихся в них пор и пустот) и среднюю и насыпную плотность (с учетом пор и пустот).

Единый термин "плотность" с необходимыми поясняющими словами рекомендован Подкомитетом по обозначениям, единицам и определениям Международной ассоциации по механике грунтов и фундаментостроению (МАМГИФ) для грунтов.

В соответствии с этими рекомендациями для грунтов следует применять следующие термины:

а) для характеристики грунтов – величин, обозначающих отношение массы грунта к занимаемому им объему (единицы: кг/м 3 , г/см 3 , т/м 3 и т.п.):

плотность грунта – отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему;

плотность сухого грунта – отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему (включая имеющиеся в этом грунте поры);

плотность частиц грунта – отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к объему твердой части этого грунта.

Эти величины используются для характеристики физических свойств грунта, а также в динамических расчетах оснований.

Ранее подобные наименования величин практически не применялись.

Для обозначения степени уплотненности грунта, оцениваемой коэффициентом пористости, плотностью сухого грунта и т.д., взамен существующего термина "плотность" рекомендуется применять термин "плотность сложения грунта";

б) для величин, обозначающих отношение веса грунта к занимаемому им объему (единицы: Н/м 3 , кН/м 3 , МН/м 3 и т.п.);

удельный вес грунта (заменяет применявшийся при расчете термин "объемный вес грунта") – отношение веса грунта, включая вес воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему, включая поры;

удельный вес сухого грунта (заменяет применявшийся при расчете термин "объемный вес скелета") – отношение веса сухого грунта ко всему занимаемому этим грунтом объему;

удельный вес частиц грунта (заменяет применявшийся при расчете термин "удельный вес грунта") – отношение веса сухого грунта к объему твердой части этого грунта.

Удельный вес грунта используется непосредственно в расчетах оснований, в частности при определении природного давления на подпорные стены, несущей способности основания и т.д.

3. Термин "число оборотов", "число оборотов в минуту", "число оборотов в секунду" вообще не следует применять. Для величины, характеризующей скорость изменения угла во времени, причем все положения тела во времени равноценны с точки зрения его использования, следует применять термин "угловая скорость". Если же имеется в виду скорость изменения числа циклов вращения во времени, которые не подразделяются на части, нужно применять термин "частота вращения". Например, при определении крутящего момента на валу вентилятора по передаваемой мощности речь идет об угловой скорости, а при вычислении индикаторной мощности поршневого компрессора по среднему индикаторному давлению – о частоте вращения, поскольку среднее индикаторное давление представляет собой отношение работы за один цикл к площади поршня компрессора и к длине хода. Единицей СИ частоты вращения является секунда в минус первой степени (с -1 ).

4. Термин "объем" обычно применяют для характеристики пространства, занимаемого телом или веществом. Под вместимостью понимают объем внутреннего пространства сосуда или аппарата. Под объемом сосуда, аппарата понимают объем пространства, ограниченного внешней поверхностью сосуда, аппарата. Например, правильно сказать: в сосуде вместимостью 6,3 м 3 находится жидкость объемом 5 м 3 . Применение термина "емкость" для характеристики внутреннего пространства сосудов и аппаратов не следует рекомендовать.

5. Под физической величиной "напор" следует понимать высоту, на которую жидкость или газ способны подняться под действием статического давления, разности высот и скоростей. Напор – линейная величина, выражаемая в единицах длины. Напор нельзя выражать в единицах давления или в единицах удельной энергии.

Если, например, напор пропорционален квадрату скорости движущегося воздуха (этот напор нередко называют скоростным или скоростной высотой), то его следует выражать v 2 /2g (где g – ускорение свободного падения), а не как давление.

6. Под физической величиной "грузоподъемность" следует понимать максимальную массу, на подъем и транспортирование которой в данных условиях рассчитано данное устройство – грузоподъемный кран, грузовой автомобиль, железнодорожный вагон, судно.

Грузоподъемность выражается в единицах массы (обычно в тоннах), а не в единицах силы.

Помимо грузоподъемности можно использовать другую физическую величину – подъемную силу, например силу, на которую рассчитывается прочность троса, к которому подвешивается груз. И ее, естественно, следует выражать в единицах силы.

7. Указание на условия измерений должно входить в наименование самой величины, а не в наименование и обозначение единицы. Например: объем, приведенный к нормальным условиям (по ГОСТ 2939-63). Допускается ссылку на условия измерений приводить один раз в начале текста документа; в последующем тексте такую ссылку можно не повторять, если используется одно и то же обозначение данной физической величины: масса условного топлива, избыточное давление.

8. Не следует отождествлять термины "величина", "размер" и "размерность величины" (см. прил. 6).

Отношение веса к объему

Объективный параметр идеального тела – процентное соотношение жира и костно-мышечной ткани. Для мужчин нормой является 9-15% жира от общей массы тела, для женщин – от 12-20%.

Читать также:  Стол под электролобзик своими руками

Зная Индекс массы тела (ИМТ), можно судить об ожирении или недостатке веса. Индекс рассчитывается для взрослых мужчин и женщин от 20 до 65 лет. Результаты могут оказаться ложными для беременных и кормящих женщин, спортсменов, престарелых и подростков (до 18 лет). Среди множества разных методов подсчета идеального веса наиболее популярным методом является росто-весовой показатель, индекс массы тела – индекс Кетле.

Формула: масса тела в кг разделить на рост в метрах в квадрате В/(Р*Р)
Например: рост 170 см, вес 65 кг. Значит, 65 : (1.7 * 1.7) = 22.5

Норма для мужчин – 19-25. Для женщин – 19-24.

Индекс массы телаКлассификацияРиск сопутствующих заболеваний
Менее 18.5Дефицит массы телаНизкий (повышен риск других заболеваний)
18.5 – 24.9Нормальная масса телаОбычный
25.0 – 29.9Избыточная масса тела (предожирение)Повышенный
30.0 – 34.9Ожирение I степениВысокий
35.0 – 39.9Ожирение II степениОчень высокий
40.0 и болееОжирение III степениЧрезвычайно высокий

Индекс Кетле неплохо показывает количество жира в организме, но не указывает, как распределяется жир, т.е не дает зрительной- эстетической картины. Но можно проверить своё тело на идеальность ещё по одной формуле.

Распределение жира по телу. Определяется соотношением: объем талии (на уровне пупка), делённый на объем ягодиц.

  • Норма для мужчин – 0,85;
  • Для женщин – 0,65-0,85.

Влияет ли возраст на соотношение рост-вес?

Ответ однозначный: “Конечно влияет”. Доказано, что вес мужчины и женщины с возрастом должен постепенно увеличиваться – это нормальный физиологический процесс. Килограммы, которые некоторые люди считают “лишними”, на самом деле такими могут и не являться. Можно использовать для определения оптимального веса формулу в зависимости от возраста.

Р – в данном случае рост, В – возраст в годах. Масса тела = 50 + 0,75 (Р – 150) + (В – 20) : 4.

Рост

в см.

Возраст20-2930-3940-4950-5960-69ПолМЖМЖМЖМЖМЖ15051.348.956.753.958.158.558.055.757.354.815253.151.058.755.061.559.561.057.660.355.915455.353.061.659.164.562.463.860.261.959.015658.555.864.461.567.366.065.862.463.760.915861.258.167.364.170.467.968.064.567.062.416062.959.869.465.872.369.969.765.868.264.616264.661.671.068.574.472.272.768.769.166.516467.363.673.970.877.274.075.672.072.270.716668.865.274.571.878.076.676.373.874.371.416870.868.576.273.779.678.279.574.876.073.317072.769.277.775.881.079.879.976.876.975.017274.172.879.377.082.881.781.177.778.376.317477.574.380.879.084.483.782.579.479.378.017680.876.883.379.986.084.684.180.581.979.117883.078.285.682.488.086.186.582.482.880.918085.180.988.083.989.988.187.584.184.481.618287.283.390.687.791.489.389.586.585.482.918489.185.592.089.492.990.991.687.488.085.818693.189.295.091.096.692.992.889.689.087.318895.891.897.094.498.095.895.091.591.588.819097.192.399.595.8100.797.499.495.694.892.9

Отношение веса к объему

2. Формула Брока: выявления отношений рост-возраст-вес

Одним из наиболее популярных методов расчета идеального веса является формула Брока. Она учитывает соотношение роста, веса, типа телосложения и возраста человека.

Формула Брока для людей, моложе 40 лет, равна “рост (в см) минус 110”, после 40 лет – “рост (в см) минус 100”.

При этом людям, имеющим астенический (тонкокостный) тип телосложения, из результата необходимо вычесть 10%, а людям имеющим гиперстенический (ширококостный) тип телосложения – прибавить к результату 10%.

Как определить свой тип телосложения?

Телосложение обычно делят на 3 типа:

  • нормостеническое;
  • гиперстеническое;
  • астеническое.

Для того чтобы узнать, какой твой тип телосложения, достаточно измерить сантиметром окружность самого тонкого места на запястье. Полученная окружность в сантиметрах и будет необходимым показателем (индекс Соловьева).

Индекс СоловьеваТип телосложенияХарактерно для данного типа телосложения
для мужчиндля женщин
18-20 см15-17 смнормостенический (нормальный)телосложение отличается пропорциональностью основных размеров и правильным их соотношением
более 20 смболее 17 смгиперстенический (ширококостный)У людей, имеющих гиперстенический (ширококостный) тип телосложения поперечные размеры тела значительно больше, чем у нормостеников и особенно астеников. Их кости толсты и тяжелы, плечи, грудная клетка и бедра широкие, ноги короткие.
менее 18 смменее 15 смастенический (тонкокостный)У людей, имеющих астенический (тонкокостный) тип телосложения, продольные размеры преобладают над поперечными: конечности длинные, тонкая кость, шея длинная, тонкая, мышцы развиты слабо.

3. Формула Наглера для соотношения роста и веса

Существует формула Наглера, которая позволяет вычислять идеальное соотношение веса и роста. На 152,4 см роста должно приходиться 45 килограммов веса. На каждый дюйм (то есть 2,45 см) сверх 152,4 см должно быть ещё по 900 граммов, Плюс ещё 10% от полученного веса.
Отношение веса к объему

4. Формула Джона Маккаллума по соотношению обхватов

Одна из лучших формул, создана экспертом-методистом Джоном Маккаллумом. Формула Маккаллума основывается на измерении обхвата запястья:

  • 6,5 обхвата запястья = обхвату груди;
  • 85% обхвата груди = обхвату бедер;
  • чтобы получить обхват талии, нужно взять 70% от обхвата груди;
  • 53% от обхвата груди равны обхвату бедра;
  • для обхвата шеи нужно взять 37% от обхвата груди;
  • обхват бицепса составляет около 36% от обхвата груди;
  • обхват для голени чуть меньше 34%;
  • обхват предплечья должен быть равен 29% от обхвата груди.

Но не у всех физические данные будут точно соответствовать данным соотношениям, цифры имеют усреднённое, среднестатистическое значение.

Ещё несколько вариантов соотношений роста и веса

  • Телосложение считается идеальным, если обхват талии на 25 см

Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock detector