قانون الوزن النوعي
يُعرف الوزن النوعي (Specific Weight) أيضًا بوزن الوحدة ويُعرّف بأنّه وزن المادة لكل وحدة حجم لهذه المادة، ويُرمز له بالرمز غاما (γ)، ويُمثل الوزن القوة ولذلك يُقاس بالنظام العالمي للوحدات أو النظام الدولي للوحدات (SI) بوحدة نيوتن / م³، بينما يُقاس بالنظام البريطاني الإمبراطوري بوحدة باوند/قدم³، ويُمكن حسابه من خلال الصيغة الرياضية الآتية:
الوزن النوعي = وزن المادة / وحدة الحجم
وبالرموز:
و ن = و / ح
وبالرموز الإنجليزية:
γ = W/V
حيث إنّ:
- و ن (γ): الوزن النوعي للمادة، ويُقاس بوحدة نيوتن/م³.
- و (W): وزن المادة، ويُقاس بوحدة نيوتن.
- ح (V): حجم المادة، وتُقاس بوحدة م³.
ويرتبط الوزن النوعي للمادة بكثافتها ولذلك يُمكن حسابه أيضًا باستخدام الصيغة الرياضية الآتية:
الوزن النوعي = كثافة المادة × تسارع الجاذبية الأرضية
وبالرموز:
و ن = ث × ج
وبالرموز الإنجليزية:
γ = ρg
حيث إنّ:
- و ن (γ): الوزن النوعي للمادة، ويُقاس بوحدة نيوتن/م³.
- ث (ρ): كثافة المادة، وتُقاس بوحدة كغ/م³.
- جـ (g): تسارع الجاذبية الأرضية وقيمته 9.8 م/ث².
ويُمكن إيجاد كثافة المادة من خلال قسمة كتلة المادة على وحدة حجمها، وذلك من خلال الصيغة الرياضية القانون الآتي:
كثافة المادة = الكتلة / الحجم
وبالرموز:
ث = ك / ح
وبالرموز الإنجليزية:
ρ = m / V
حيث إنّ:
- ث (ρ): كثافة المادة، وتُقاس بوحدة كغ/م³.
- ك (m): كتلة المادة، وتقاس بوحدة كغ.
- ح (V): حجم المادة، ويُقاس بوحدة م³.
أمثلة على قانون الوزن النوعي
ندرج فيما يأتي بعض الأمثلة على قانون الوزن النوعي
إيجاد الوزن النوعي بمعلومية وزن المادة وحجمها
احسب الوزن النوعي لثلاثة أمتار مكعبة من المادة التي تزن 45 نيوتن.
الحل:
- اكتب المعطيات:
- وزن المادة = 45 نيوتن
- حجم المادة = 3 م³
- عوض المعطيات في قانون الوزن النوعي على النحو الآتي:
- الوزن النوعي = وزن المادة / وحدة الحجم
- الوزن النوعي = 45 / 3
- الوزن النوعي = 15 نيوتن/م³
إيجاد الوزن النوعي بمعلومية كثافة المادة
احسب الوزن النوعي للألومنيوم الذي تبلغ كثافته 2.755×10^3 كغ/م³
الحل:
- اكتب المعطيات:
- كثافة المادة = 2.755×10^3 كغ/م³
- عوض المعطيات في قانون الوزن النوعي على النحو الآتي:
- الوزن النوعي = كثافة المادة × تسارع الجاذبية الأرضية
- الوزن النوعي = 2.755×10^3 × 9.8
- الوزن النوعي = 27000 نيوتن/م³
إيجاد الوزن النوعي وكثافة المادة بمعلومية وزن المادة وحجمها
احسب الوزن النوعي وكثافة المادة التي تزن 33 نيوتن ويبلغ حجمها 4.5 م³.
الحل:
- اكتب المعطيات:
- وزن المادة = 33 نيوتن
- حجم المادة = 4.5 م³
- عوض المعطيات في قانون الوزن النوعي على النحو الآتي:
- الوزن النوعي = وزن المادة / وحدة الحجم
- الوزن النوعي = 33 / 4.5
- الوزن النوعي = 7.33 نيوتن/م³
- عوض قيمة الوزن النوعي في قانون الوزن النوعي للمادة لإيجاد كثافتها على النحو الآتي:
- الوزن النوعي = كثافة المادة × تسارع الجاذبية الأرضية
- 7.33 = كثافة المادة × 9.8
- كثافة المادة = 0.747 كغ/م³
