La masse, le volume et la densité sont trois des propriétés les plus fondamentales d'un objet. La masse est le poids de quelque chose, le volume vous indique sa taille et la densité est la masse divisée par le volume. Bien que la masse et le volume soient des propriétés auxquelles vous faites face tous les jours, l'idée de densité est un peu moins évidente et demande une réflexion approfondie. Cependant, une fois que vous avez pris le coup, la densité est très utile.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Le volume est la taille d'un objet et la masse est son poids. Pour obtenir la densité, divisez la masse par le volume. Par exemple, une brique de plomb de 5 cm x 2 cm x 10 cm pèse 1 134 g. Le volume de la brique est de 5 x 2 x 10 = 100 cm cubes. Divisez 1 134 par 100 pour obtenir la densité du plomb, 11,34 grammes par cm cube.
La messe: un mystère ?
La masse n'est pas complètement comprise, elle est donc définie de deux manières très différentes: La masse inertielle mesure la force un objet résiste à l'accélération, tandis que la masse gravitationnelle mesure la force avec laquelle un objet attire d'autres choses vers lui-même. On ne sait pas pourquoi ces deux types de masse différents sont les mêmes, mais les expériences confirment qu'ils le sont. À proprement parler, une balance mesure le poids, mais vous pouvez généralement considérer le poids et la masse comme la même chose.
Espace et volume
Le volume mesure la taille spatiale d'un objet. Bien que la formule utilisée pour calculer le volume dépende de sa forme et puisse être compliquée, vous pouvez généralement la considérer comme la largeur multipliée par la hauteur multipliée par la longueur. Mesurer le volume d'un objet peut parfois être plus facile que le calculer. Le mettre dans un grand récipient d'eau et mesurer la montée du niveau d'eau permet de trouver rapidement le volume, quelle que soit sa forme.
Diviser pour la densité
La densité est calculée en divisant la masse d'un objet par son volume. La densité est moins intuitive que la masse ou le volume, mais si vous avez déjà ramassé un objet et l'avez trouvé beaucoup plus léger ou plus lourd que prévu, c'est parce que sa densité n'est pas ce que vous pensiez. La densité ne peut généralement pas être mesurée directement et doit être calculée après avoir déterminé la masse et le volume. La densité est parfois utilisée pour décrire d'autres quantités divisées par le volume, telles que la densité d'énergie.
La densité comme constante
Les scientifiques et les ingénieurs utilisent fréquemment la densité, car elle est utile pour calculer les propriétés d'un objet et identifier les matériaux dont un objet est fait. Les densités de milliers de substances, y compris les métaux, les plastiques et plus encore, sont bien connues. À température et pression ambiantes, la densité d'une substance donnée est presque toujours constante - un clou en fer et une ancre de bateau en fer ont tous deux la même densité bien qu'ils soient des choses très différentes. Après avoir calculé la densité d'un objet, un scientifique peut rechercher la valeur dans un tableau et, dans de nombreux cas, déterminer avec précision la composition de l'objet.
La grande découverte d'Archimède
L'un des exemples les plus célèbres de calcul de densité est l'histoire d'Archimède et de la couronne d'or. Un roi avait demandé à Archimède de déterminer si sa nouvelle couronne était en or pur, mais sans l'endommager en aucune façon. Archimède s'est rendu compte qu'en immergeant la couronne dans l'eau, il pouvait déterminer son volume et donc sa densité. De cette façon, il a prouvé que la couronne n'était pas en or pur, mais qu'elle contenait des métaux moins chers.