Si votre ami vous a donné une tasse de glace solide et qu'un autre vous a donné une tasse d'eau liquide, laquelle est la plus lourde ?
Notre instinct est parfois de penser que les solides sont plus lourds, mais en fait l'eau liquide plus dense que l'eau solide. En sachant calculer le poids à partir de la densité, on voit rapidement que la tasse d'eau est plus lourde.
Qu'est-ce que la densité ?
La densité d'une substance nous indique à quel point elle est compacte ou étalée. Nous pouvons décrire une densité de volume, une densité de masse ou tout autre type de densité.
Par exemple, les urbanistes pensent souvent à différentes densités, telles que la disponibilité de logements ou les épiceries, pour déterminer où construire certains bâtiments.
En général, une densité est généralement une quantité telle que la masse, divisée par une surface ou un volume.
Une densité de poids décrirait donc comment le poids d'un objet est distribué dans une zone ou un volume. Plus probablement, vous utiliserez des densités de masse, car la masse et le poids sont liés par l'accélération de la gravité, qui peut changer selon l'endroit où vous vous trouvez à la surface de la Terre (et encore plus si vous êtes sur un autre planète!).
Conseils
La densité d'un objet décrit à quel point il est compact ou étendu. Une densité de poids décrit la répartition du poids de l'objet, dans une zone ou un volume.
Un exemple de la formule de la densité en chimie
Disons que notre laboratoire a deux composés: A et B. Le composé A est une boule qui a un volume de 30 cm3 et a une masse de 50 g. Le composé B est un cube parfait dont les côtés mesurent 6 cm et a une masse volumique de 500 kg/m3. Quelle est la densité du composé A et quel composé est le plus lourd ?
On peut calculer rapidement la masse volumique du composé A :
\text{densité de A}=\frac{50\text{ g}}{30\text{ cm}^3}=1.667\text{ g/cm}^3
Mais afin de comparer les densités de A et B, nous devons convertir la densité pour qu'elle soit la même unité.
Pour convertir de kg/m3 à g/cm3, il faut utiliser les conversions: 1 m3 = 1 000 000 cm3 et 1kg = 1000g. Par conséquent, la masse volumique du composé B est de 0,5 g/cm3. Maintenant, nous pouvons simplement comparer les densités de masse et remarquer que le composé B est moins dense que le composé A.
Comptabilisation du poids
Pour répondre qui est le plus lourd, nous devons calculer le poids de chaque composé à partir de sa masse et de l'accélération de la pesanteur. Nous connaissons la masse du composé A, qui est de 0,05 kg, donc son poids en newtons est de 0,05 kg × 9,8 m/s2= 0,49 N.
Mais pour le composé B, nous devons calculer le volume qu'il occupe, puis c'est la masse à partir de la densité de masse. On peut calculer le volume du composé B car c'est un cube parfait: le volume est (6 cm)3 = 216cm3.
Le poids du composé B est le volume multiplié par la densité: 216 cm3 fois 0,5 g/cm3, soit 108g. Le poids est donc de 0,108 kg fois 9,8 m/s2, ou 1,07 N.
La différence entre la masse et le poids
Le poids est la quantité qui décrit la force de gravité sur un objet en raison de sa masse et de l'accélération locale de la gravité. Par conséquent, le poids d'un objet peut changer si vous le déplacez d'une vallée au sommet d'une haute montagne, car l'accélération de la gravité diminue à mesure que nous nous éloignons du noyau terrestre.
La masse, cependant, ne peut changer que si l'objet est physiquement modifié et qu'une partie de sa matière est supprimée.
Il est important de se rappeler la différence entre la masse et le poids.