حجم

إناء قياس لقياس حجم السوائل

الحجم هومقياس فيزيائي لقياس الحيز الذي يشغله جسم ما - حقيقي أوتخيلي - في المكان، ويختلف عن المساحة بأنها مقياس لحيز ثنائي الأبعاد، بنيما الحجم هومقياس لحيز ثلاثي الأبعاد. فلحساب حجم مكعب مثلا نضرب مساحة أحد أوجهه في الارتفاع . والحجم لا يرتبط بالكتلة أوالوزن، بل هوخاصية مستقلّة من خواص المادة. فالحجم هوليس إلا المساحة التي يتوزع عليها الجسم، فإن كانت كثافته عالية فسوف تكون كتلته كبيرة بالرغم من صغر حجمه. إلى غير ذلك فيُمكن للحجم مع الكثافة تحديد الكتلة، لكن لا قيمة له وحده في حساب الكتلة. أما الوزن فهوليس إلا قوة الجذب التي تخضع لها الأجسام، فهويختلف من مكان لآخر. فمثلاً، الأجسام على المشتري أثقل منها على الأرض، لأنها هناك تخضع لقوة جذب أكبر والحجم يرمز له ب V

ويقاس الحجم بوحدات خاصة، فيُنطق متر مكعب أوسم مكعب، أومليميتر مكعب دلالة على حتى جسماً ما حجمه يساوي حجم مكعب طول ضلعه متر أوسم واحد. وفي أمريكا وبريطانيا تستخدم وحدات: الإنش لمكعب والقدم المكعب والياردة المكعبة. هناك وحدات خاصّة أخرى تستخدم لقياس الحجم، منها المليلتر واللتر والكوب والغالون التي تستخدم لقياس حجم السوائل. ولكنها في الغالب مشتقة من وحدات الطول بشكل أوبآخر. فاللتر مثلاً، هوتعبير عن حجم مكعب طول ضلعه واحد ديسيمتر، والديسيمتر هوتعبير عنعشرة سم.

حجم المكعب يقاس بالأبعاد المكانية الثلاثة: الطول والعرض والارتفاع. ويستخدم الحجم في التعبير عن أشياء حقيقية مثل الصناديق والأبنية والبحيرات مثلاً، وكل هذه الأمور لها طول وعرض وارتفاع.

حجم المكعب = الطول × العرض × الارتفاع أوالطول^3
حجم متوازي المستطيلات = الطول × العرض × الارتفاع
حجم الهرم = (مساحة القاعدة ÷ 3) × الارتفاع

قياس حجم الأجسام

صورة تبيّن كيف من الممكن أن يفترض أن يرتفع مستوى الماء عند وضع الجسم غير المنتظم فيه، وحينها يُمكن قياس مدى ازدياد مستوى الماء لفهم حجم الجسم.

يُمكن قياس حجم جسم صلب مكعب أومتوازي مستطيلات بضرب طوله بعرضه بارتفاعه (ح = ل x ض x ع). وبالإمكان حساب حجم الأجسام الصلبة المخروطية بحساب مساحة قاعدة المخروط (رأس المخروط هوالجزء المدبب وليس القاعدة) ثم حساب ارتفاعه، ثم ضرب الرقمين معاً، وأخيراً تقسيم الناتج على 3. ويكون الناتج هوحجم المخروط. ويتم حساب حجم الهرم بحساب مساحة قاعدته أولاً، وذلك يتم بضرب عرضها بطولها. ثم يُضرب الناتج بارتفاع الهرم. وأخيراً يقسّم الناتج على 3، ويكون الناتج هوحجم الهرم.

ويتم حساب حجم الأجسام الاسطوانية بنفس الطريقة، باستثناء المستوى الأخيرة (التقسيم على 3). حيث تضرب مساحة قاعدتها بارتفاعها فيكون الناتج هوحجم الاسطوانة. أما الأجسام الصلبة الكروية فيقاس حجمها بالقطر، وهوطول خط وهمي يمر عبر وسط الكرة من أحد قطبيها إلى الآخر. وبالإمكان قياس القطر بقياس محيط الكرة من وسطها، ثم يُصبح الأمر سهلاً بما حتى قطر الكرة يُشكلسبعة أجزاء من 22 من محيطها من الوسط. وأيضاً يُمكن غمر الكرة أوجزء منها (ربعها أوثلثها مثلاً) في الماء ثم قياس مدى ازدياد مستواه.

وبالنسبة للأجسام الصلبة غير منتظمة الشكل فيصعب قياس حجمها. لكن يُمكن ذلك طالما كان الجسم صغيراً. فلقياس حجم جسم صلب صغير غير منتظم الشكل، يُوضع في وعاء لقياس حجم الماء، ويجب حتىقد يكون الوعاء معباً مسبقاً بمقدار مُقاس الحجم من الماء ويكفي لغمر الجسم كله. وبعد ذلك يؤخذ الحجم الذي يُبينه الوعاء لما فيه، ويُطرح منه حجم الماء المقاس سابقاً، فيكون الباقي هوحجم الجسم.

ويتم قياس حجم السوائل بوضعها في وعاء يُبين حجم السائل عند جميع مستوى فيه، أووضعها في وعاء ثم قياس حجمه. أما بالنسبة للغازات فهي لا تملك حجماً ثابتاً أصلاً، فيُمكن بسهولة بالغة حتى تنضغط الغازات في أماكن صغيرة.

المراجع

^ مقاييس الحجم تاريخ الولوج 22 أبريل 2010 نسخة محفوظة 05 يونيو2012 على مسقط واي باك مشين.
^ كيفية حساب حجم مخروط تاريخ الولوج 22 أبريل 2010 نسخة محفوظة 18 أكتوبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ كيفية حساب حجم هرم تاريخ الولوج 22 أبريل 2010 نسخة محفوظة 28 يوليو2017 على مسقط واي باك مشين.
^ كيفية حساب حجم اسطوانة تاريخ الولوج 22 أبريل 2010 نسخة محفوظة 06 مارس 2018 على مسقط واي باك مشين.
^ قياس الحجم باستخدام الماء تاريخ الولوج 22 أبريل 2010 نسخة محفوظةثمانية أبريل 2013 على مسقط واي باك مشين.