Практика визначення на виробництві
Для всіх металевих виробів (метизів) розроблені стандарти. Саме ними користуються металурги та інші виробничники для визначення маси, а далі і ваги кола сталевого за таблицями. Частіше за все потрібно розрахувати цей параметр для сортового прокату або кованого сорти з будь-якими формами перетину.
Для сталевого прокату і поковок
Це легко зробити за допомогою відповідних стандартів. У стандарті показані дані на кресленнях і їх позначення в таблицях металів. Залишається лише знайти потрібні дані в таблиці і відповідну їм масу. Вона вказана для погонного метра. Далі, перерахунок робиться на потрібну довжину.
Деякі з цих документів:
- Для сталевого прокату круглої форми ГОСТ 2590-2006.
- Для кованого сорти (кола і квадрата) ГОСТ 1133-71.
- Для рівнополичного і не рівнополичного куточка ГОСТ 8509-93.
- Для Швелери рівнополочні ГОСТ 8278-83.
Там же приведена площа поперечного перерізу для кожного виробу. Таким чином, можна отримати потрібну величину (масу) для метизів іншого перерізу, за відомою площі його перетину. Цей метод простий і досить надійний, якщо не потрібна висока точність обчислень. Для виробів з інших матеріалів слід користуватися відповідними ГОСТ. Трубах з бронзи і латуні відповідають ГОСТ 2622-75.
За допомогою таблиць щільності
Цей метод підійде для виробів зручною для обміру форми. Щільності більшості речовин давно виміряні і занесені в таблиці. Формула щільності: ρ = mV, де ρ - щільність, m - маса, V - об'єм. Звідси m =
ρ / V.
Знайти величину m можна наступним чином:
- Виміряти предмет.
- Визначити його обсяг.
- Знайти ρ по таблиці.
- Підставивши відомі величини в формулу, знайти m.
обсяг тіла
Для виробів стандартної форми ця процедура відпрацьована. Знаючи лінійні розміри тіла, можна дізнатися обсяг. Ось деякі формули обчислення цієї складової:
Для кулі - його радіус (r) зводять у куб і множать на 4 / 3π (π = +3, 1415926535).- Для циліндра - це площа підстави, помножена на висоту. У підставі коло, його площа - це πr 2.
- Для паралелепіпеда (це блюми, сляби, лист, стрічка) - перемножуємо три сторони.
- Для конуса множиться третину висоти на площу кола (підстави).
Якщо форма предмета складна, то можна розкласти її на більш прості складові. Потім їх скласти.
Якщо річ невелика, а конфігурація незвичайна, то зануривши її в воду (або іншу рідину), легко виміряти витіснений об'єм рідини. Він і буде шуканої величиною. Ксілометр - це прилад для вимірювання об'єму, заснований на цьому принципі.
Одиниці виміру
Масу прийнято вимірювати в кілограмах (СІ) або грамах. При її визначенні треба вибирати відповідні розмірності інших компонентів. Для щільності - кг / м³ або грам / см. Для обсягу -м³ (або см³). Такі обчислення будуть вірні.
Калькулятори знаходження параметрів
Щоб не обчислювати за формулами самостійно, для найбільш поширених виробів розроблені калькулятори. Користуватися ними легко. Потрібно знати геометричні дані вироби та щільність (береться з таблиць). Всі параметри вводяться в калькулятор. На виході отримуємо готовий результат.
Іноді виникає необхідність підрахунку кількості дрібних кріпильних деталей (болтів, гайок, шайб). Такі калькулятори істотно полегшують розрахунки. Вводяться наступні дані: тип металовироби, ГОСТ, діаметр, довжина. На виході маємо масу і кількість (штук).
Сила тяжіння в розрахунках
Вага тіла пропорційний його масі і залежить від прискорення вільного падіння. Він знаходиться за формулою: P = mg (g - сила тяжіння). Одиниця виміру сили - це Ньютон (Н) в СІ. Ця величина, на відміну від маси, не є постійною, притаманною тілу. Вона залежить від місця розташування тіла відносно поверхні Землі. І також вона буде змінюватися при русі предмета з прискоренням (w) за формулою P = m (gw). Крім того, сила завжди має напрямок (векторна величина).
Відповідно, питома вага (γ- гамма) являє собою відношення ваги до об'єму: γ = P / V. Її значення також не постійно, а одиниця виміру Н / м (в СІ). Продовживши перетворення, виходить наступне: γ = mg / V = ρg. Значить, щоб оформити питома вага металів в таблицю, потрібно відповідну щільність множити на силу тяжіння. А при прискореному русі значення будуть іншими.
Для наукової роботи такі таблиці необхідні. У звичайному житті вони використовуються вкрай рідко. Підміна понять: маса - вага, щільність - питома вага сталася під час переходу на єдину систему мір і ваг. З тих пір пройшли десятиліття, але використання невірних виразів збереглося.