ما هو الوزن النوعي؟
الوزن النوعي (يُسمى أيضًا الوزن الوحدوي)، ويُرمز له بالرمز \(\gamma\)، هو وزن المادة لكل وحدة حجم. وهو مرتبط ارتباطًا وثيقًا بالكثافة لكنه يأخذ الجاذبية في الحسبان: فبينما تقيس الكثافة \(\rho\) الكتلة لكل وحدة حجم، يقيس الوزن النوعي القوة (الوزن) لكل وحدة حجم. الوحدة في النظام الدولي هي النيوتن لكل متر مكعب (N/m³). تعمل هذه الحاسبة مع أي سائل أو مادة صلبة — الماء والزيت والزئبق والتربة والخرسانة — وعلى أي كوكب، إذ يمكنك تغيير قيمة تسارع الجاذبية.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخل كثافة المادة \(\rho\) بالكيلوغرام لكل متر مكعب (kg/m³) وقيمة تسارع الجاذبية المحلي \(g\) بالمتر لكل ثانية مربعة (m/s²). على سطح الأرض تبلغ قيمة \(g\) نحو 9.80665 m/s² (القيمة القياسية المُدخلة مسبقًا). اضغط على زر الحساب لتحصل على الوزن النوعي بوحدتي N/m³ وkN/m³.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي:
$$\gamma = \rho \cdot g$$
حيث \(\rho\) هي الكثافة بوحدة kg/m³ و\(g\) هو تسارع الجاذبية بوحدة m/s². إن ضرب الكتلة لكل وحدة حجم في التسارع يعطي قوة لكل وحدة حجم، وهو بالضبط ما يمثله الوزن النوعي. وبما أن \(1\ \text{kg}\cdot\text{m/s}^2 = 1\ \text{N}\)، فإن النتيجة تأتي بطبيعتها بوحدة N/m³.
مثال تطبيقي
تبلغ كثافة الماء العذب نحو 1000 kg/m³. وباستخدام جاذبية الأرض القياسية \(g = 9.80665\ \text{m/s}^2\):
$$\gamma = 1000 \times 9.80665 = 9806.65\ \text{N/m}^3 \approx 9.81\ \text{kN/m}^3$$
وهذا يتطابق مع القيمة المعروفة للوزن النوعي للماء، أي نحو 9.81 kN/m³ في الظروف القياسية.
الأسئلة الشائعة
هل الوزن النوعي هو نفسه الكثافة؟ لا. الكثافة هي الكتلة لكل وحدة حجم (kg/m³)، أما الوزن النوعي فهو الوزن (القوة) لكل وحدة حجم (N/m³). ويرتبطان معًا بالجاذبية وفق المعادلة: \(\gamma = \rho g\).
هل يتغير الوزن النوعي على سطح القمر؟ نعم. تبقى الكثافة كما هي، لكن لأن جاذبية القمر تبلغ نحو 1.62 m/s² فإن الوزن النوعي يكون نحو سُدس قيمته على الأرض.
أي قيمة لـ \(g\) ينبغي أن أستخدم؟ في معظم التطبيقات الهندسية على الأرض، تكون القيمة 9.81 m/s² (أو القيمة القياسية 9.80665 m/s²) مناسبة. استخدم القيمة المحلية في الأعمال التي تتطلب دقة عالية.
