قانون الحجم في الفيزياء من القوانين الهامة في المجال الرياضي والفيزيائي حيث أن هناك قانون لحساب حجم الأشكال المنتظمة، ولكن لا يتم استخدام قانون الحجم بشكل ثابت مع الأشكال غير المنتظمة، لذا أدعوك للتعرف على المزيد عبر موقع زيادة .
قم بزيارة موقع زيادة للمزيد من المعلومات حول بحث كامل عن الحركة الدورانية في الفيزياء عن طريق الضغط على هذا الرابط: بحث كامل عن الحركة الدورانية في الفيزياء
الحجم
من خلال رحلتنا مع قانون الحجم في الفيزياء، سوف نتعرف على الحجم، حيث:
- هو مقياس فيزيائي يتم استخدامه لقياس الحيز الذي يشغله جسم ما، سواء كان هذا الجسم حقيقي أو تخيلي في مكان ما.
- ويختلف عن المساحة لأن المساحة هي مقياس لجسم ثنائي الأبعاد، ولكن الحجم هو مقياس لجسم ذو أبعاد ثلاثة.
- والحجم لا يرتبط بالوزن أو يشمله، بل أنه خاصية من خواص المادة مستقل.
- فالحجم ليس إلا المساحة التي يتوزع عليها الجسم أو الكتلة.
- وإذا كانت كثافة الجسم عالية فسوف تكون كتلته كبيرة، حتى وأن كان حجمه صغيرًا.
- كذلك فيمكن للحجم مع الكثافة القيام بتحديد الكتلة، لكن لا قيمة للحجم وحده في حساب الكتلة.
- أما الوزن فهو ليس إلا قوة الجذب التي تقضي على الأجسام لها، حيث أنه يختلف من مكان لأخر.
- حيث أن الأجسام تكون أقل ثقل على الأرض من المشتري لأن هناك على المشتري تقضي على قوة جذب أكبر.
- والحجم يتم الرمز له بحرف V.
- الحجم يقاس بوحدات خاصة له والتي منها سنتيمتر مكعب أو مليمتر مكعب أو متر مكعب، وذلك دلالة على أن الجسم حجمه يساوي حجم مكعب طول ضلعه متر أو سنتي واحد.
- ويتم استخدام وحده الإنش والمكعب والقدم المكعب وذلك في أمريكا وبريطانيا.
- كذلك هناك وحدات أخرى يتم استخدامها لقياس الحجم وهي اللتر والكوب والجالون والمليلتر.
- ولكي يتم استخدامها لقياس الحجم الخاص بالسوائل، وليست بالكتل، ولكنها أيضًا هي مشتقة من وحدات الطول حيث أن اللتر هو عبارة عن حجم المكعب الذي يكون طول ضلع واحد ديسيمتر.
- والديسيمتر هو عبارة عن 10 سم وحجم المكعب يرتبط بقياس الأبعاد المكانية الثلاثة، وهي الطول والعرض والارتفاع.
- كما أنه يستخدم من أجل التعبير عن الأشياء الحقيقية ذلك مثل الأبنية والبحيرات والصناديق، وكل تلك الأشياء لها طول وعرض وارتفاع.
- حجم المكعب يساوي الطول × العرض × الارتفاع.
- فحجم متوازي المستطيلات يساوي الطول في العرض في الارتفاع.
- حجم الهرم يساوي (مساحة القاعدة ÷3 ) × الارتفاع.
كما يمكنكم التعرف على المزيد من المعلومات حول ما هي السنة الضوئية ومن مخترع هذا المصطلح؟ وكيفية حساب السنة الضوئية؟ عن طريق الضغط على هذا الرابط: ما هي السنة الضوئية ومن مخترع هذا المصطلح؟ وكيفية حساب السنة الضوئية؟
قياس حجم الأجسام
- يمكن من أجل القيام بقياس حجم جسم صلب يكون متوازي المستطيلات أو مكعب يتم هنا ضرب الطول × العرض × الارتفاع.
- وبالإمكان أيضًا حساب حجم الأجسام الصلبة حسب الشكل.
- فالأجسام ذات الشكل المخروطي من خلال حساب مساحة قاعدة المخروط، ثم يتم حساب ارتفاعه ويتم ضرب الرقمين معًا، ويتم تقسيم الناتج على ثلاثة فيكون ذلك الناتج هو الحجم الخاص بالمخروط.
- حجم الهرم أيضًا يتم حساب مساحة قاعدته أولًا وذلك من خلال ضرب عرضها وطولها، ثم يتم ضرب الناتج منهم في ارتفاع الهرم، وأخيرًا يتم تقسيم الناتج على ثلاثة فيكون ذلك الناتج هو حجم الهرم.
- أما الأشكال الأسطوانية فيتم قياس حجمها بنفس الطريقة بدون أن يتم التقسيم على ثلاثة، حيث يتم ضرب مساحة القاعدة في الارتفاع، فيكون الناتج هنا هو حجم الأسطوانة.
- أما الأجسام الكروية الصلبة فيتم قياس حجمها بالقطر، وهو خط وهمي يمر عبر وسط الكرة من أحد قطبيها إلى القطب الآخر.
- وبالإمكان قياس القطر من خلال قياس المحيط للكرة وذلك من وسطها فيكون الأمر بعد ذلك سهلًا.
- حيث أنه إذا كان قطر الكرة يشكل 7 أجزاء من 22 من محيطها من الوسط وأيضًا يمكن غمر الكرة أو ربعها أو ثلثها في الماء.
- ثم قياس مدى ارتفاع مستواها.
- أما بالنسبة للأشكال الصلبة الغير المنتظمة في الشكل فيصعب قياس حجمها، ولكن يمكن ذلك إذا كان الجسم ذو حجم صغير.
- فيتم قياس الحجم من خلال غمر جسم صلب صغير غير منتظم الشكل حيث يتم وضعه في وعاء من أجل قياس حجم الماء، ويكون الوعاء معبئ مسبقًا بمقدار مقاس الحجم من المياه ويكفى لغمر الجسم كله.
- وبعد ذلك يتم أخذ فرق الحجم الذي يبينه الوعاء فيه، ويتم منه طرح حجم الماء المقاس بشكل صادق، فيكون المتبقي هو حجم الجسم.
- ويتم قياس حجم السوائل من خلال وضعها في الوعاء المبين لحجم السائل، وذلك عند كل مستوى أو يتم وضعها في الوعاء، ثم يتم حساب حجمه.
- أما الغازات فهي لا تملك حجمًا ثابتًا، فيمكن أن يتم ضغط الغازات في أماكن صغيرة الجحم.
كما يمكنكم الإستفادة من خلال الاطلاع على المزيد من المعلومات حول معايير علمية النظريات العلمية وتصنيفاتها ومراحلها وأهم النظريات العلمية عن طريق الضغط على هذا الرابط: معايير علمية النظريات العلمية وتصنيفاتها ومراحلها وأهم النظريات العلمية
الفرق بين الكتلة والحجم
يمكن من خلال مجموعة متنوعة من الأبعاد يتم توضيح الفرق بين المفهوم أن كتلة مفهوم الحجم والتي منها:
1ـ التعريف
- يمكن تعريف الحجم على أنه الحيز الذي تقوم المادة بشغله في الفراغ، وهذا المفهوم يرتبط بشكل كبير في المجسمات ثلاثية الأبعاد، والتي يكون لها عرض وطول وارتفاع.
- أما الأجسام ذات الشكل الغير منتظم فيمكن حساب حجمها من خلال غمرها في جحم معلوم من الماء في وعاء خاص بقياس الأحجام.
2ـ وحدة القياس
- يتم استخدام وحدة القياس لوصف المفاهيم العلمية المتعددة فعند ذكر وحدة قياس أي من المفاهيم، فذلك يساهم في توضيح ما يتصل به، ويبين الفرق بين الحجم والكتلة من خلال وحدة قياس كل منهما.
- حيث أن الحجم يتم قياس الوحدة منه بوحدة المتر المربع أو اللتر، أما الكتلة فيتم قياسها بوحدة الكيلوجرام.
3ـ طبيعة المفهوم
- هناك فرق بين الكتلة والحجم في الطبيعة والذي يبرز من حيث الطبيعة التي يشير إليها كل مفهوم من المفهومان.
- حيث أن الحجم يعد قيمة هندسية، حيث أنه يهتم في قياسها بالأبعاد والحيز الذي تقوم المواد بشغله.
- أما الكتلة تعتبر كيمائيًا حيث يتم من خلالها حساب المادة بشكل كمياً.
كما يمكنكم الاطلاع على المزيد من المعلومات حول القانون الثاني للديناميكا الحرارية ومنطوق القانون الثاني عن طريق الضغط على هذا الرابط: القانون الثاني للديناميكا الحرارية ومنطوق القانون الثاني
الحجم والكتلة والكثافة
ترتبط دائمًا الكتلة والكثافة والحجم بعضهما البعض، ومن خلال رحلتنا مع قانون الحجم في الفيزياء نوضح التالي:
- حيث أن الكثافة تساوي الكتلة على الحجم.
- الكتلة تساوي الكثافة في الحجم.
- الحجم يساوي الكتلة على الكثافة.
وذلك مثل عند حساب حجم شكل منتظم من الزجاج تكون كتلته 0.5 كيلوجرام علما بأن كثافة الزجاج يساوي 2.5 كيلو جرام لكل متر مكعب، فيكون حساب الحجم كما يلي:
- كما نعلم فالكتلة تساوي الكثافة في الحجم والحجم يساوي الكتلة على الكثافة
- فإن الحجم سوف يساوي 0.5 كيلو جرام ÷ 2.5 كيلو جرام لكل متر مكعب فيصبح الحجم 0.2 كيلو جرام.
للمزيد من المعلومات اقرأ في هذا الموضوع هي الكثافة وما هو قانون الكثافة واهميتها والعوامل المؤثرة فيها عن طريق الضغط على هذا الرابط: ما هي الكثافة وما هو قانون الكثافة واهميتها والعوامل المؤثرة فيها
قانون الحجم في الفيزياء
- كما نعلم فأن قانون الحجم في الفيزياء هو نفس قانون الحجم في الرياضيات، والذي يكون خاص بقياس الحيز الذي تقوم الأجسام بشغله.
- ويعتمد الحجم في قياسه على الأبعاد الثلاثية التي تخص الجسم، وذلك يميز الحجم عن وحدات القياس الأخرى.
- وقانون الحجم هو حاصل ضرب مساحة أحد أوجهه الجسم في الارتفاع ويعتبر الحجم بعيد تمامًا عن كل من الوزن والكتلة، حيث أنه لا يتأثر بهما في أي حال من الأحوال.
- ويستخدم الحجم وحدة المتر مكعب وما يشتق منها من وحدات قياس السنتيمتر المكعب والمليمتر المكعب وغيرها.
- ويتم حساب قياس حجم الأجسام من خلال أنواع الأجسام.
- فالأجسام المنتظمة يتم حساب حجمها من خلال القانون (الطول ×العرض ×الارتفاع).
- وهناك بعض الأشكال المنتظمة أيضًا يتم حساب حجمها من خلال القانون (ضرب طول الضلع × 3 ) وذلك مثل عن مكعب.
- يتم حساب حجم الهرم والمخروط من خلال (مساحة القاعدة × الارتفاع) ثم قسمة الناتج على 3.
- والأسطوانة يتم حساب حجمها من خلال قانون (مساحة القاعدة ×الارتفاع).
- أما الأجسام غير المنتظمة فلا يتم استخدام قانون معين لها، ولكن لقياس الحجم يتطلب ذلك تغطيسها في حجم محسوب سابقًا من الماء، ثم بعد ذلك يتم إزالتها من الماء.
- بعد ذلك يتم حساب الحجم الكلي للماء، وطرح الحجم الكلى من حجم الماء ليتم استخراج حجم الجسم غير المنتظم.
اقرأ أيضاً للمزيد من المعلومات حول قانون الجاذبية الأرضية وقصة اكتشافها والعلاقة بين التسارع والجاذبية عن طريق الضغط على هذا الرابط: قانون الجاذبية الأرضية وقصة اكتشافها والعلاقة بين التسارع والجاذبية
قد تعرفنا على قانون الحجم في الفيزياء والذي يعد من أهم القوانين الفيزيائية والرياضية، والحجم يختلف عن الكثافة والكتلة ولكنه يرتبط بهم، والحجم له العديد من وحدات القياس.