Gravitasi Spesifik: Ketika Gravitasi Itu Sendiri Tidak Cukup Spesifik

Gravitasi spesifik suatu zat adalah perbandingan sifatnya massa jenis ke substansi referensi yang ditentukan. Rasio ini adalah angka murni, tidak mengandung satuan.

Jika rasio gravitasi spesifik untuk zat yang diberikan kurang dari 1, itu berarti bahan tersebut akan mengambang di zat referensi. Ketika rasio gravitasi spesifik untuk material yang diberikan lebih besar dari 1, itu berarti material tersebut akan tenggelam dalam zat referensi.

Ini terkait dengan konsep daya apung. Gunung es mengapung di lautan (seperti dalam gambar) karena gravitasi spesifiknya yang merujuk pada air kurang dari 1.

Ini meningkat vs Fenomena tenggelam adalah alasan bahwa istilah "gravitasi spesifik" diterapkan, meskipun gravitasi itu sendiri tidak memainkan peran penting dalam proses ini. Bahkan secara substansial berbeda medan gravitasi, hubungan kepadatan tidak akan berubah. Untuk alasan ini, akan jauh lebih baik untuk menerapkan istilah "kerapatan relatif" antara dua zat, tetapi karena alasan historis, istilah "gravitasi spesifik" telah bertahan.

Untuk cairan, zat referensi biasanya air, dengan kerapatan 1,00 x 10³ kg / m³ pada 4 derajat Celcius (suhu air terpadat), digunakan untuk menentukan apakah cairan akan tenggelam atau mengambang di air. Dalam pekerjaan rumah, ini biasanya dianggap sebagai bahan referensi ketika bekerja dengan cairan.

Untuk gas, bahan referensi biasanya udara normal pada suhu kamar, yang memiliki kepadatan sekitar 1,20 kg / m³. Dalam pekerjaan rumah, jika bahan referensi tidak ditentukan untuk masalah gravitasi spesifik, biasanya aman untuk menganggap bahwa Anda menggunakan ini sebagai bahan referensi Anda.

Gravitasi spesifik (SG) adalah rasio kerapatan bahan yang diminati (ρ_saya) dengan kepadatan bahan referensi (ρ_r). (catatan: Simbol Yunani rho, ρ, Biasa digunakan untuk mewakili kerapatan.) Itu dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:

SG = ρ_saya ÷ ρ_r = ρ_saya / ρ_r

Sekarang, mengingat kepadatan dihitung dari massa dan volume melalui persamaan ρ = m/V, ini berarti bahwa jika Anda mengambil dua zat dengan volume yang sama, SG dapat ditulis ulang sebagai rasio dari massa masing-masing:

SG = ρ_saya / ρ_r

SG = m_saya/ V / m_r/ V

SG = m_saya / m_r

Dan, karena beratnya W = mg, yang mengarah ke rumus yang ditulis sebagai rasio bobot:

SG = m_saya / m_r

SG = m_sayag / m_rg

SG = W_saya / W_r

Penting untuk diingat bahwa persamaan ini hanya bekerja dengan asumsi kami sebelumnya bahwa volume keduanya substansi sama, jadi ketika kita berbicara tentang bobot kedua substansi dalam persamaan terakhir ini, itu adalah berat dari volume yang sama dari dua zat.

Jadi jika kita ingin mengetahui gravitasi spesifik etanol terhadap air, dan kita tahu bobotnya galon air, maka kita perlu tahu berat satu galon etanol untuk menyelesaikannya perhitungan. Atau, secara bergantian, jika kita mengetahui gravitasi spesifik etanol terhadap air, dan mengetahui berat satu galon air, kita dapat menggunakan rumus terakhir ini untuk menemukan bobot satu galon air. etanol. (Dan, mengetahui hal itu, kita dapat menggunakannya untuk menemukan bobot volume etanol lain dengan mengubahnya. Ini adalah jenis trik yang mungkin Anda temukan di antara masalah-masalah pekerjaan rumah yang menggabungkan konsep-konsep ini.)

Gravitasi spesifik adalah konsep yang muncul dalam berbagai aplikasi industri, terutama yang berkaitan dengan dinamika fluida. Misalnya, jika Anda pernah membawa mobil Anda untuk diperbaiki dan mekanik menunjukkan kepada Anda bagaimana bola plastik kecil melayang dalam cairan transmisi Anda, Anda telah melihat gravitasi spesifik dalam aksi.

Bergantung pada aplikasi spesifik yang dipermasalahkan, industri-industri tersebut dapat menggunakan konsep dengan bahan referensi yang berbeda dari air atau udara. Asumsi sebelumnya hanya berlaku untuk pekerjaan rumah. Ketika Anda mengerjakan proyek nyata, Anda harus tahu pasti apa yang dimaksud dengan gravitasi spesifik Anda, dan tidak perlu membuat asumsi tentang itu.