体積と密度を見つける方法

著者: William Ramirez
作成日: 18 9月 2021
更新日: 17 六月 2024
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【理科】中1-19 密度の計算
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体積は、体が占める空間の量であり、密度は、体の質量をその体積で割ったものに等しくなります。体の密度を計算する前に、その体積を見つける必要があります。ボディの幾何学的形状が正しい場合、その体積は簡単な式を使用して計算できます。体積は通常、立方センチメートル(cm)または立方メートル(m)で測定されます。見つかった体の体積を使用して、その密度を簡単に計算できます。密度は、グラム/立方センチメートル(g / cm)またはグラム/ミリリットル(g / ml)で測定されます。

ステップ

パート1/3:規則的な形状のボディの体積の計算

  1. 1 あなたの体型を決定します。 形状を知ることで、正しい式を選択し、体積の計算に必要な測定を行うことができます。
    • は完全に円形の3次元オブジェクトであり、そのすべてのサーフェスポイントは中心から等距離にあります。言い換えれば、球体は丸いボールのようなものです。
    • 円錐 円錐の頂点と呼ばれる、基部に円があり、上部に1つの点がある3次元の形状です。円錐は、底が丸いピラミッドと考えることもできます。
    • キューブ は、6つの同一の正方形の面で構成される3次元形状です。
    • 直方体は、直角プリズムとも呼ばれ、立方体に似ています。6つの面もありますが、この場合、それらは正方形ではなく長方形です。
    • シリンダー 同一の丸い端で構成され、そのエッジが丸い表面で接続されている3次元形状です。
    • ピラミッド は3次元の形状であり、その基部にポリゴンがあり、側面で頂点に接続されています。正ピラミッドとは、底辺が正多角形で、すべての辺と角度が等しいピラミッドです。
    • 体が不規則な場合は、水に完全に沈めることでその体積を知ることができます。
  2. 2 正しい方程式を選択して、体積を計算します。 各体型には、それが占める体積を計算できる独自の式があります。以下は、上記の図のボリュームを見つけるための式です。詳細とイラストは、ボリュームを見つける方法の記事にあります。
    • : V =(4/3)πrここで、rは球の半径、πは約3.14の定数です。
    • 円錐: V =(1/3)πrhここで、rは丸い底の半径、hは円錐の高さ、πは約3.14の定数です。
    • キューブ: V = s、ここで、sは立方体のエッジ(正方形の面のいずれかの辺)の長さです。
    • 直方体: V = l x w x h、ここで、lは長方形の面の長さ、wはその幅、hは平行六面体(プリズム)の高さです。
    • シリンダー: V =πrh ここで、rは丸い底の半径、hは円柱の高さ、πは約3.14の定数です。
    • ピラミッド: V =(1/3)b x h、ここで、bはピラミッドの底辺の面積(l x w)、hはピラミッドの高さです。
  3. 3 必要な測定を行います。 彼らはあなたが扱っている体の種類に依存します。単純な形状のほとんどのボディでは、高さを測定する必要があります。図形の底面が丸い場合は、その半径も決定する必要がありますが、長方形が底面にある場合は、長さと幅を決定します。
    • 円の半径はその直径の半分です。円の真ん中に定規を置いて直径を測定し、結果を2で割ります。
    • 球の半径を測定するのは少し難しいですが、球の半径を見つける方法の記事で詳しく説明されている方法を使用すれば、難しくはありません。
    • 本体の長さ、幅、高さは、定規を適切な場所に取り付け、測定値を記録することで決定できます。
  4. 4 体積を計算します。 体の形を見つけたら、適切な式を選び、それに含まれる量を測定します。測定値を数式にプラグインし、必要な計算を実行します。その結果、あなたは体のボリュームを取得します。
    • 使用する単位系(メートル法またはその他)に関係なく、答えは立方単位で表現する必要があることに注意してください。受信した値の後に、必ず測定単位を記入してください。

パート2/3:不規則な形状のボディの体積を計算する

  1. 1 それによって置き換えられた水の量によって体の体積を決定します。 本体の形状が不規則であるため、サイズの測定が困難になり、体積の決定が不正確になります。この場合、この方法はうまく機能します。これは、完全な浸漬中に体によって押しのけられる水の量を決定することから成ります。
    • この方法は、計算を回避するために、正しい形状の物体の体積を見つけるためにも使用できます。
  2. 2 メスシリンダー(ビーカー)に水を入れます。 液体の量を測定するための側面にラベルが貼られた容器です。測定対象物に完全にフィットするのに十分な大きさのシリンダーを選択します。対象物が完全に浸るようにシリンダーを水で満たす必要がありますが、注ぎ出されません。測定体なしの水の初期量を記録します。
    • 初期の水量を観察しながら、目が液面と同じ高さになるようにかがみ、メニスカスの底の高さを書き留めます。メニスカスは、他の表面と接触すると曲がる水の外面です(この場合、これらは容器の壁です)。
  3. 3 慎重に測定する本体を容器に入れます。 メスシリンダーから水が飛び散る可能性があるため、対象物を落とさないようにスムーズに行ってください。あなたの体が完全に水に沈んでいることを確認してください。コンテナ内の水位の新しい読み取り値を記録し、目がメニスカスと同じ高さになるようにもう一度目を配置します。
    • 体を沈めているときに水が飛び散る場合は、最初から繰り返すか、注ぐ水を減らすか、メスシリンダーを大きくしてみてください。
  4. 4 最終水位から元の値を引きます。 物体によって押しのけられる水の量は、立方センチメートル単位の体積に等しくなります。通常、液体の量はミリリットルで測定されますが、1ミリリットルは1立方センチメートルに正確に等しくなります。
    • たとえば、最初の水位が35 mlで、オブジェクトをその中に下げた後、65 mlに上昇した場合、このオブジェクトの体積は65-35 = 30 ml、つまり30cmになります。

パート3/3:密度の計算

  1. 1 アイテムの質量を決定します。 オブジェクトの質量は、それを構成する物質の量に対応します。質量は天びんに直接計量することで求められ、グラムまたはキログラムで測定されます。
    • 精密はかりを取り、その上に物を置きます。ノートに目盛りの読みを記録します。
    • 体重は、体重計を使用して決定することもできます。オブジェクトを一方のボウルに置き、もう一方のボウルに既知の質量の重りを置いて、両方のボウルが同じ高さで互いにバランスをとるようにします。この場合、オブジェクトの望ましい質量は、使用されるウェイトの質量の合計に等しくなります。
    • 計量する前に、対象物が濡れていないことを確認してください。濡れていない場合、測定誤差が大きくなります。
  2. 2 あなたの体のボリュームを決定します。 オブジェクトの形状が正しい場合は、上記の式のいずれかを使用してボリュームを決定します。体の形が正しくない場合は、上記のように水に浸して体積を測定してください。
  3. 3 密度を計算します。 定義上、密度は質量を体積で割ったものに等しくなります。したがって、測定された質量を計算された体積で割ります。その結果、g / cmで測定された体の密度が得られます。
    • たとえば、体積が8 cm、質量が24gのオブジェクトの密度を計算してみましょう。
    • 密度=質量/体積
    • d = 24 g / 8 cm
    • d = 3 g / cm

チップ

  • 多くの場合、オブジェクトは規則的な幾何学的形状を持ついくつかのパーツで構成されます。この場合、構成要素を1つまたは別の正しい形式に関連するグループに分割し、各要素の体積を見つけてからそれらを合計し、それによってオブジェクト全体の総体積を決定します。
  • 計算と水浸の両方で物体の体積を決定し、結果を比較することができます。

警告

  • 注意:計算を開始する前に、必ずすべての測定値をメートル法(SI単位系)に変換してください。