Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes kapaciteten af en cylinder

Uanset om det er en vandtank, en malingskande eller et reagensglas, har hver cylindrisk beholder to egenskaber til fælles. Det har et cirkulært tværsnit og en bestemt forlængelse i rummet, kaldet dens længde eller højde. Hvis du vil vide kapaciteten på cylinderen, hvilket er hvor meget den har, beregner du dybest set dens volumen. Der er en simpel formel til det, men der er en fangst. Du skal også tage højde for containervæggenes tykkelse. I de fleste tilfælde er denne mængde ubetydelig, men ikke altid. En ting til: Kapacitet måles normalt i liter eller liter, så hvis du vil have disse enheder, bliver du nødt til at konvertere fra kubikfod, tommer eller metriske enheder.

TL; DR (for lang; didn ' t Læs)

Beregn lydstyrken ved hjælp af V \u003d πr 2 timer eller V \u003d (πd 2h) /4. Da kapacitet er forskellig fra udvendig lydstyrke, skal du måle de indvendige dimensioner, hvis cylinderen har tykke vægge.
Volumen og kapacitet

Orden "volumen" og "kapacitet" bruges ofte om hverandre, men de betyder forskellige ting. Volumenet af en cylinder svarer til den mængde plads, den optager, og du kan måle den ved at nedsænke den i vand og måle den fortrængte vand. Kapaciteten henviser på den anden side til den mængde væske eller fast stof, som cylinderen kan rumme. Hvis du har en cylinder med tykke vægge, kan dens kapacitet være markant anderledes end dens volumen.
Beregning af en cylindervolumen

Formlen til beregning af en cylindervolumen med radius r og højde h er:

V \u003d πr 2h.

I praksis er det vanskeligt at måle radius, for for at gøre det, skal du fastlægge midten af cylindermunden. Det er meget lettere at måle diameter, som er den maksimale afstand mellem væggene. Da radius er lig med halvdelen af diameteren (d \u003d 2r), bliver volumenformlen med hensyn til diameter:

V \u003d π • (d /2) 2 • h.

Dette forenkler til:

V \u003d (πd 2h) /4.

Hvis væggene er ubetydelig tynde, er lydstyrken lig med kapacitet, men hvis væggene er tykke, er kapaciteten mindre end lydstyrken. For at sikre, at du beregner kapacitet og ikke volumen, skal du måle den indvendige radius af cylinderen, og du skal måle længden fra den inderste bund til mundingen af cylinderen.
Konvertering til gallons eller liter

Hvis du foretager dine målinger i tommer, vil dit resultat være i kubik inches. Tilsvarende måles i fødder, og du får kapacitet i kubikfod, eller måler i centimeter eller meter, og du får resultatet i henholdsvis kubikcentimeter eller kubikmeter. I alle tilfælde har du brug for en konverteringsfaktor for at udtrykke resultatet i liter eller liter:

  • 1 kubik tomme \u003d 0,004329 amerikanske gallon

  • 1 kubik tomme \u003d 0,000579 kubikfod

  • 1 kubikfod \u003d 7.4813 amerikanske galloner

  • 1 kubikcentimeter (1 milliliter) \u003d 0.000264 amerikanske gallon

  • 1 kubikmeter \u003d 264 amerikanske galloner

  • 1 liter \u003d 0,264201 amerikanske gallon; 1 amerikansk gallon \u003d 3,79 liter

  • 1 imperial gallon \u003d 1,2 amerikanske gallon; 1 amerikansk gallon \u003d 0,832701 kejserlige gallon -

    Eksempel

    En cylindrisk betonvandtank har 3-tommer vægge og en 3-tommer base. Dets udvendige målinger er: diameter \u003d 8 fod; højde \u003d 5 fod. Hvad er dens kapacitet?

    Denne cylinders vægge er ikke ubetydeligt tynde, så du har brug for indvendige målinger. Da du kender vægtykkelsen, kan du beregne dem. Træk to gange vægtykkelsen (6 tommer) fra den givne udvendige diameter for at få den indvendige diameter (8 fod \u003d 96 tommer; 96 - 6 \u003d 90 tommer indvendig diameter). For at få den indvendige højde skal du trække tykkelsen af bunden (3 tommer) fra den givne højde (5 fod \u003d 60 tommer; 60 - 3 \u003d 57 tommer indvendig højde).

    Brug af formlen V \u003d (πd 2h) /4, du får:

    V \u003d [π (90) 2 • 57] ÷ 4

    V \u003d [π (8100) • 57] ÷ 4

    V \u003d [π (461.700)] ÷ 4

    V \u003d 362.618,33 kubik inches, eller 209,74 kubikfod, 1,569,77 amerikanske gallon, 1,307,15 imperial gallons eller 5,949,43 liter. >