¿Qué es la gravedad específica? – Definición, fórmula, cálculo y ejemplos

¿Qué es la gravedad específica?

Cuando salimos en verano a disfrutar de las piscinas y los ríos, siempre tenemos que asegurarnos de que todos nuestros equipos y medidas de seguridad estén funcionando y en su lugar. Cuando vamos al río y nos subimos a nuestros botes, nos aseguramos de que el bote no tenga goteras y llevamos puestos nuestros chalecos de seguridad. Para los niños pequeños que aún están aprendiendo a nadar, nos aseguramos de que tengan sus flotadores puestos o nadamos con ellos en un anillo de natación para asegurarnos de que no se hundan. ¿Por qué flotan los barcos y los anillos de natación? Hay muchos factores que determinan si un objeto se hundirá o flotará en el agua, y uno de estos factores es lo que llamamos gravedad específica.

La gravedad específica es la relación entre la densidad de un objeto y una sustancia de referencia. La gravedad específica nos puede decir, en función de su valor, si el objeto se hundirá o flotará en nuestra sustancia de referencia. Normalmente, nuestra sustancia de referencia es el agua, que siempre tiene una densidad de 1 gramo por mililitro o 1 gramo por centímetro cúbico.

¿Qué es la densidad?

Entonces, ¿qué es la densidad, de todos modos? La densidad de un objeto es una medida de cuán compacto o pesado es, en un volumen dado. Medimos la densidad en masa por unidad de volumen, que se escribe utilizando medidas como gramos por mililitro (g / mL), gramos por centímetro cúbico (g / cm ^ 3) o kilogramos por litro (kg / L).

Aquí hay dos objetos con diferentes densidades. A la izquierda hay un objeto lleno de partículas. Eso significa que tiene una alta densidad. A la derecha hay un objeto de baja densidad. Puede ver que las partículas no están compactas, pero hay menos partículas que ocupan el mismo volumen. Para encontrar la densidad de un objeto, dividimos su masa por su volumen.

Por ejemplo, tome un objeto con un volumen de cuatro litros y una masa de un kilogramo. Introducimos estos números en la fórmula de densidad y descubrimos que su densidad es 0.25 kg / L.

La fórmula de la gravedad específica

La fórmula de la gravedad específica, dado que la sustancia de referencia es el agua, es la densidad del objeto dividida por la densidad del agua. Aquí, usamos el símbolo griego Rho para indicar densidad.

La gravedad específica no tiene unidad porque las unidades del numerador y el denominador son las mismas, por lo que simplemente se cancelan entre sí. Veamos un ejemplo. Aquí, la densidad del objeto es 19 g / mL y la densidad del agua es 1 g / mL. Cancelamos la unidad g / mL porque esta unidad está presente tanto en el numerador como en el denominador:

La densidad está directamente relacionada con la masa del objeto (unidad: generalmente en gramos, pero se puede medir en kilogramos o libras), por lo que la gravedad específica también se puede determinar dividiendo la masa del objeto por la masa del agua.

La masa en sí está directamente relacionada con el peso de un objeto, medido en unidades llamadas Newtons. Entonces, la gravedad específica también se puede resolver dividiendo los pesos del objeto y el agua.

Tenga en cuenta que en todos estos las unidades son las mismas, por lo que el resultado no tendrá unidades, ya que se cancelarán entre sí.

Cuando tiramos monedas de un centavo a las fuentes de agua para pedir un deseo, las monedas de un centavo se hunden hasta el fondo. Eso es porque los centavos son más densos que el agua. Si conectamos los centavos en la fórmula de gravedad específica como nuestro objeto, encontraríamos que la gravedad específica sería mayor que uno. Cuando la gravedad específica es mayor que uno, el objeto se hundirá, y cuando la gravedad específica es menor que uno, el objeto flotará. Si la gravedad específica es igual a uno, esto significa que el objeto no se hundirá ni flotará, sino que flotará en el líquido.

La gravedad específica es una herramienta importante en el negocio de la joyería. Imaginemos que Julie the Jeweler quiere hacer una pieza con un anillo de oro. Ella compra el oro en línea y quiere estar segura de que es real, no de un metal diferente que parece oro. Si el oro es genuino, entonces debería ser más denso que el agua: la densidad del oro es de 19 g / mL y la densidad del agua es de 1 g / mL. La gravedad específica será mayor que uno, por lo que el oro debe hundirse en el agua y desplazar un volumen específico de agua en función del peso del oro.

Julie puede colocar el oro en una cantidad de agua, observar si se hunde y medir la cantidad de agua desplazada. Esto le dirá si es oro real.

Otras industrias también utilizan la gravedad específica. Por ejemplo, puede ayudar a los grupos ambientalistas a decidir cuál es la mejor manera de limpiar los derrames de petróleo en lagos, ríos u océanos. El aceite es menos denso que el agua, por lo que la gravedad específica es menor que uno. Eso significa que flotará en la superficie y los equipos de limpieza pueden concentrarse en quitar el aceite del agua. Además, al construir barcos, es importante conocer la gravedad específica de los diferentes materiales. Diferentes materiales en diferentes volúmenes se hundirán o flotarán y los constructores de embarcaciones pueden usar la gravedad específica de esos materiales para determinar si el diseño de una embarcación evitará que se hunda.

Cálculo de la gravedad específica

Practiquemos un poco el cálculo de la gravedad específica.

• Ejemplo 1:

Un líquido desconocido tiene una masa de 36 gy un volumen de 3 mL. ¿Cuál es la gravedad específica de este objeto? ¿El objeto flotará o se hundirá en el agua? La densidad del agua es de 1 g / mL.

Comenzamos por encontrar la densidad del objeto. Recuerde, encontrar la densidad implica dividir la masa por el volumen. Si la masa es de 36 gramos y el volumen es de 3 mililitros, entonces la densidad del objeto es de 12 gramos por mililitro. Eso significa que la gravedad específica será 12. Eso es mayor que uno. Y así, sí, el objeto se hundirá en el agua.

Solución:

• Ejemplo 2:

Aquí hay otro ejercicio. Encontraste un mineral con una gravedad específica de 0.8 cuando el objeto de referencia es agua. ¿Cuál es la densidad de este mineral? ¿El mineral se hunde o flota en el agua? La densidad del agua es de 1 g / mL.

La mitad de esto es fácil porque la gravedad específica es menor que uno. El objeto flotará en el agua. Para encontrar la densidad, tenemos que ser creativos. Comenzamos conectando la información que conocemos a la fórmula de gravedad específica. La densidad del objeto (x) dividida por la densidad del agua (1) nos da la gravedad específica 0.8. Multiplicar ambos lados por uno cancelará el denominador y nos dará el valor de x, nuestra densidad. Nuestro objeto tiene una densidad de 0,8 gramos.

Solución:

• Ejemplo 3:

¿Qué tal uno más?

¿Cuál es la gravedad específica de un objeto que tiene una masa de 180 libras en 70 libras de agua? ¿Se hundirá o flotará en la masa de agua dada? Recuerde que podemos calcular la gravedad específica usando las masas del objeto y el líquido de referencia para que no necesitemos convertir nada. Simplemente dividimos la masa del objeto, eso es 180 libras. – por la masa del agua en la que está, que pesa 70 libras. Eso nos da una gravedad específica de 2.6. Es mayor que 1, por lo que el objeto se hundirá.

Solución:

Resumen de la lección

La gravedad específica de un objeto es la relación entre la densidad de un objeto y un líquido de referencia. Por lo general, nuestro líquido de referencia es el agua , que tiene una densidad de 1 g / mL o 1 g / cm ^ 3. Debido a que la densidad está directamente relacionada con la masa, la gravedad específica también se puede determinar a partir de las relaciones entre la masa del objeto y la masa del agua, o las relaciones entre el peso del objeto y el peso del agua. La gravedad específica no tiene unidades.

Si la gravedad específica tiene un valor mayor que uno, entonces el objeto se hunde en el agua y si es menor que uno, entonces el objeto flota en el agua . Si la gravedad específica tiene un valor igual a uno, entonces el objeto no se hundirá ni flotará.

La gravedad específica es un factor muy importante en diferentes industrias. Por ejemplo, los joyeros pueden usarlo para determinar si sus piedras y minerales son genuinos. También ayuda a los constructores de barcos y a los constructores de barcos a determinar los mejores materiales para construir sus embarcaciones, y guía los esfuerzos para limpiar los derrames de petróleo o identificar artefactos desconocidos en el agua.