فعالیت
دانشآموزی برای به دست آوردن چگالی یک سنگ کوچک، ابتدا جرم آن را با ترازو اندازه میگیرد و مقدار $ ext{400}$ گرم را به دست میآورد. سپس آن را درون استوانه مدرجی که $ ext{500}$ سانتیمتر مکعب آب دارد، میاندازد. سطح آب روی $ ext{600}$ سانتیمتر مکعب قرار میگیرد. چگالی سنگ چقدر است؟
پاسخ و توضیح فعالیت صفحه 10 علوم هفتم
این یک مسئله عالی و کاربردی برای محاسبه **چگالی** ($
ho$) یک جسم **جامد نامنظم** (مانند سنگ) است. ما باید ابتدا **جرم** و **حجم** سنگ را از دادهها به دست آوریم. 🔢
### ۱. گام اول: محاسبه حجم سنگ
از آنجایی که سنگ شکل منظمی ندارد، از **روش جابهجایی مایع** (استفاده از استوانه مدرج) برای اندازهگیری حجم استفاده میکنیم. حجم سنگ، برابر با مقدار آبی است که جابهجا کرده است.
* **حجم آب اولیه:** $V_{\text{آب}} = ext{500 cm}^3$
* **حجم آب و سنگ:** $V_{\text{آب}+ ext{سنگ}} = ext{600 cm}^3$
$$\text{حجم سنگ} (V_{\text{سنگ}}) = V_{\text{آب}+ ext{سنگ}} - V_{\text{آب}}$$
$$\text{حجم سنگ} (V_{\text{سنگ}}) = ext{600 cm}^3 - ext{500 cm}^3 = ext{100 cm}^3$$
### ۲. گام دوم: مشخص کردن جرم سنگ
جرم سنگ مستقیماً توسط دانشآموز با ترازو اندازهگیری شده است:
* **جرم سنگ:** $m_{\text{سنگ}} = ext{400 g}$
### ۳. گام سوم: محاسبه چگالی سنگ
چگالی ($
ho$) از تقسیم جرم بر حجم به دست میآید:
$$\text{چگالی} (\rho) = \frac{\text{جرم} (m)}{\text{حجم} (V)}$$
$$\text{چگالی سنگ} (\rho_{\text{سنگ}}) = \frac{ ext{400 g}}{ ext{100 cm}^3} = ext{4 g}/ ext{cm}^3$$
**پاسخ نهایی:** چگالی سنگ $ ext{4}$ **گرم بر سانتیمتر مکعب** ($ ext{g}/ ext{cm}^3$) است. این چگالی بیشتر از آب ($ ext{1 g}/ ext{cm}^3$) است، بنابراین منطقی است که سنگ در آب غرق شده باشد. 😉