ຄວາມໜາແໜ້ນເປັນແນວຄວາມຄິດທີ່ສຳຄັນໃນຟີຊິກສາດທີ່ສອນໃນລະດັບມັດທະຍົມຕອນຕົ້ນ, ໂດຍສະເພາະໃນຊັ້ນມັດທະຍົມຕອນຕົ້ນປີທີ 7. ແນວຄວາມຄິດນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ນັກຮຽນເຂົ້າໃຈວ່າມວນສານຂອງວັດຖຸກ່ຽວຂ້ອງກັບປະລິມານຂອງມັນແນວໃດ. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບຄຳນິຍາມຂອງຄວາມໜາແໜ້ນ, ສູດທີ່ໃຊ້, ແລະບັນຫາຕົວຢ່າງບາງຢ່າງເພື່ອຊີ້ແຈງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງນັກຮຽນ.
ຄໍານິຍາມຂອງຄວາມໜາແໜ້ນ
ຄວາມໜາແໜ້ນແມ່ນການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງມວນສານຂອງວັດຖຸໃນປະລິມານທີ່ກຳນົດໃຫ້. ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, ຄວາມໜາແໜ້ນຊີ້ບອກວ່າວັດສະດຸມີຄວາມໜາແໜ້ນເທົ່າໃດ. ຄວາມໜາແໜ້ນສາມາດສະແດງອອກໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:
\[ \rho = \frac{m}{V} \]
ຢູ່ໃສ:
- \(\rho\) (ອ່ານ: rho) ແມ່ນຄວາມໜາແໜ້ນ.
-m ແມ່ນ ມວນສານຂອງວັດຖຸ.
-V ແມ່ນປະລິມານຂອງວັດຖຸ.
ຫົວໜ່ວຍ SI ຂອງຄວາມໜາແໜ້ນແມ່ນກິໂລກຣາມຕໍ່ແມັດກ້ອນ (kg/m³). ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ກຣາມຕໍ່ຊັງຕີແມັດກ້ອນ (g/cm³) ກໍ່ມັກຖືກນຳໃຊ້ໃນສະພາບການທີ່ນ້ອຍກວ່າ.
ຄວາມສຳຄັນຂອງຄວາມໜາແໜ້ນ
ຄວາມໜາແໜ້ນເປັນຄຸນສົມບັດທີ່ສຳຄັນຫຼາຍເພາະວ່າ:
1. ການລະບຸວັດສະດຸ: ວັດສະດຸແຕ່ລະຊະນິດມີຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ເປັນເອກະລັກ. ໂດຍການຮູ້ຄວາມໜາແໜ້ນ, ພວກເຮົາສາມາດລະບຸວັດສະດຸໄດ້.
2. ການອອກແບບ ແລະ ວິສະວະກຳ: ໃນການອອກແບບຜະລິດຕະພັນ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງວັດສະດຸຈຳເປັນຕ້ອງໄດ້ພິຈາລະນາເພື່ອກຳນົດຄວາມເຂັ້ມແຂງ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງ.
3. ການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ: ຄວາມໜາແໜ້ນຖືກນຳໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການຜະລິດອຸປະກອນ, ເຄື່ອງປະດັບ, ແລະອື່ນໆ.
ສູດຄວາມໜາແໜ້ນ
ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມໜາແໜ້ນ, ພວກເຮົາໃຊ້ສູດທີ່ກ່າວມາຂ້າງເທິງ:
\[ \rho = \frac{m}{V} \]
ຕົວຢ່າງຂອງການນຳໃຊ້ສູດ
ສົມມຸດວ່າພວກເຮົາມີວັດຖຸທີ່ມີມວນ 200 ກຣາມ ແລະ ປະລິມານ 50 ຊມ³. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງມັນສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
\[ \rho = \frac{200 \, \text{g}}{50 \, \text{cm}^3} = 4 \, \text{g/cm}^3 \]
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມ ແລະ ການສົນທະນາກ່ຽວກັບຄວາມໜາແໜ້ນ
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1
ຄຳຖາມ:
ຫີນມີມວນ 300 ກຣາມ ແລະ ປະລິມານ 100 ຊມ³. ຈົ່ງຄິດໄລ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຫີນ.
ເປບບາຮາຊານ:
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- ມວນສານ (ມລ) = 300 ກຣາມ
- ປະລິມານ (V) = 100 ຊມ³
ການນໍາໃຊ້ສູດຄວາມໜາແໜ້ນ:
\[ \rho = \frac{m}{V} = \frac{300 \, \text{g}}{100 \, \text{cm}^3} = 3 \, \text{g/cm}^3 \]
ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຫີນແມ່ນ 3 g/cm³.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2
ຄຳຖາມ:
ທ່ອນໄມ້ມີປະລິມານ 2.000 cm³ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນ 0,6 g/cm³. ມວນສານຂອງທ່ອນໄມ້ແມ່ນເທົ່າໃດ?
ເປບບາຮາຊານ:
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- ປະລິມານ (V) = 2.000 ຊມ³
- ຄວາມໜາແໜ້ນ (rho) = 0,6 g/cm³
ການນໍາໃຊ້ສູດຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ຈັດລຽງໃຫມ່ເພື່ອຊອກຫາມວນສານ:
\[ m = \rho \times V = 0,6 \, g/cm^3 \times 2.000 \, cm^3 = 1.200 \, g \]
ສະນັ້ນ, ນ້ຳໜັກຂອງທ່ອນໄມ້ແມ່ນ 1.200 ກຣາມ ຫຼື 1,2 ກິໂລກຣາມ.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 3
ຄຳຖາມ:
ວັດຖຸທີ່ມີມວນ 500 ກຣາມ ມີຄວາມໜາແໜ້ນ 2,5 ກຣາມ/ຊມ³. ປະລິມານຂອງວັດຖຸແມ່ນເທົ່າໃດ?
ເປບບາຮາຊານ:
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- ມວນສານ (ມລ) = 500 ກຣາມ
- ຄວາມໜາແໜ້ນ (rho) = 2,5 g/cm³
ການນໍາໃຊ້ສູດຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ຈັດລຽງໃຫມ່ເພື່ອຊອກຫາປະລິມານ:
\[ V = \frac{m}{\rho} = \frac{500 \, \text{g}}{2,5 \, \text{g/cm}^3} = 200 \, \text{cm}^3 \]
ດັ່ງນັ້ນ, ປະລິມານຂອງວັດຖຸແມ່ນ 200 ຊມ³.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 4
ຄຳຖາມ:
ຖ້າໂລຫະທີ່ມີປະລິມານ 250 ຊມ³ ມີມວນ 2 ກິໂລກຣາມ, ໃຫ້ຄິດໄລ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງໂລຫະເປັນໜ່ວຍກິໂລກຣາມ/ມ³.
ເປບບາຮາຊານ:
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- ປະລິມານ (\(V\)) = 250 cm³ = 0,00025 m³ (ເພາະວ່າ 1 m³ = 1.000.000 cm³)
- ມວນສານ (ມ) = 2 ກິໂລກຣາມ
ການນໍາໃຊ້ສູດຄວາມໜາແໜ້ນ:
\[ \rho = \frac{m}{V} = \frac{2 \, \text{kg}}{0,00025 \, \text{m}^3} = 8.000 \, \text{kg/ມ}^3 \]
ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງໂລຫະແມ່ນ 8.000 kg/m³.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 5
ຄຳຖາມ:
ນັກຮຽນຄົນໜຶ່ງວັດແທກມວນສານຂອງແຫຼວ ແລະ ພົບວ່າມັນມີນ້ຳໜັກ 250 ກຣາມ. ຖ້າປະລິມານຂອງແຫຼວແມ່ນ 200 ຊມ³, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງແຫຼວໃນໜ່ວຍ g/cm³ ແມ່ນເທົ່າໃດ?
ເປບບາຮາຊານ:
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- ມວນສານ (ມລ) = 250 ກຣາມ
- ປະລິມານ (V) = 200 ຊມ³
ການນໍາໃຊ້ສູດຄວາມໜາແໜ້ນ:
\[ \rho = \frac{m}{V} = \frac{250 \, \text{g}}{200 \, \text{cm}^3} = 1,25 \, \text{g/cm}^3 \]
ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງແຫຼວແມ່ນ 1,25 g/cm³.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 6
ຄຳຖາມ:
ວັດຖຸຮູບຊົງກົມມີຄວາມໜາແໜ້ນ 7,8 g/cm³ ແລະ ປະລິມານ 500 cm³. ມວນສານຂອງວັດຖຸນີ້ແມ່ນເທົ່າໃດ?
ເປບບາຮາຊານ:
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:
- ຄວາມໜາແໜ້ນ (rho) = 7,8 g/cm³
- ປະລິມານ (V) = 500 ຊມ³
ການນໍາໃຊ້ສູດຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ຈັດລຽງໃຫມ່ເພື່ອຊອກຫາມວນສານ:
\[ m = \rho \times V = 7,8 \, g/cm^3 \times 500 \, cm^3 = 3.900 \, g \]
ສະນັ້ນ, ມວນສານຂອງວັດຖຸແມ່ນ 3.900 ກຣາມ ຫຼື 3,9 ກິໂລກຣາມ.
ສະຫຼຸບ
ຄວາມໜາແໜ້ນ ເປັນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກສາດທີ່ອະທິບາຍເຖິງຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງມວນສານ ແລະ ປະລິມານຂອງວັດຖຸ. ສູດຄວາມໜາແໜ້ນ, \( \rho = \frac{m}{V} \), ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມໜາແໜ້ນ, ມວນສານ, ຫຼື ປະລິມານຂອງວັດຖຸເມື່ອຮູ້ສອງໃນສາມຕົວແປ. ການເຂົ້າໃຈແນວຄວາມຄິດນີ້ແມ່ນສຳຄັນສຳລັບນັກຮຽນຊັ້ນປ.7 ເພາະມັນເປັນພື້ນຖານສຳລັບການຮຽນຮູ້ແນວຄວາມຄິດຟີຊິກສາດທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນໃນອະນາຄົດ.
ຕົວຢ່າງບັນຫາທີ່ສະໜອງໃຫ້ໃນບົດຄວາມນີ້ຄາດວ່າຈະຊ່ວຍໃຫ້ນັກຮຽນເຂົ້າໃຈວິທີການນຳໃຊ້ສູດຄວາມໜາແໜ້ນໃນສະຖານະການຕ່າງໆ. ດ້ວຍການຝຶກຝົນທີ່ພຽງພໍ, ນັກຮຽນຈະມີຄວາມພ້ອມດີຂຶ້ນສຳລັບການສອບເສັງ ແລະ ວຽກມອບໝາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບແນວຄວາມຄິດຂອງຄວາມໜາແໜ້ນ.
