Massa, volume e densità sono tre delle proprietà più basilari di un oggetto. La massa è quanto è pesante una cosa, il volume ti dice quanto è grande e la densità è la massa divisa per il volume. Sebbene massa e volume siano proprietà con cui hai a che fare ogni giorno, l'idea di densità è un po' meno ovvia e richiede un'attenta riflessione. Tuttavia, una volta capito, la densità è molto utile.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il volume è la dimensione di un oggetto e la massa è il suo peso. Per ottenere la densità, dividi massa per volume. Ad esempio, un mattone di piombo, 5 cm x 2 cm x 10 cm, pesa 1.134 g. Il volume del mattone è 5 x 2 x 10 = 100 cm cubi. Dividi 1,134 per 100 per ottenere la densità del piombo, 11,34 grammi per cm cubo.
Messa: un mistero?
La massa non è completamente compresa, quindi è definita in due modi molto diversi: la massa inerziale misura quanto fortemente un oggetto resiste all'accelerazione, mentre la massa gravitazionale misura quanto fortemente un oggetto attrae altre cose a si. Non è chiaro perché questi due diversi tipi di massa siano gli stessi, ma gli esperimenti confermano che lo sono. A rigor di termini, una bilancia misura il peso, ma di solito puoi pensare a peso e massa come la stessa cosa.
Spazio e volume
Il volume misura la dimensione spaziale di un oggetto. Sebbene la formula utilizzata per calcolare il volume dipenda dalla sua forma e possa essere complicata, puoi pensarla generalmente come larghezza per altezza per lunghezza. Misurare il volume di un oggetto a volte può essere più facile che calcolarlo. Metterlo in un grande contenitore d'acqua e misurare l'aumento del livello dell'acqua può trovare rapidamente il volume, indipendentemente dalla forma.
Dividi per densità
La densità viene calcolata dividendo la massa di un oggetto per il suo volume. La densità è meno intuitiva della massa o del volume, ma se hai mai preso in mano un oggetto e l'hai trovato molto più leggero o più pesante di quanto ti aspettassi, è perché la sua densità non è quella che pensavi. La densità di solito non può essere misurata direttamente e deve essere calcolata dopo aver determinato massa e volume. La densità è talvolta usata per descrivere altre quantità divise per volume, come la densità di energia.
Densità come costante
Scienziati e ingegneri usano spesso la densità, poiché è utile per calcolare le proprietà di un oggetto e identificare i materiali di cui è fatto un oggetto. Le densità di migliaia di sostanze, inclusi metalli, plastiche e altro, sono ben note. A temperatura e pressione ambiente, la densità di una data sostanza è quasi sempre costante: un chiodo di ferro e un'ancora di ferro per barche hanno entrambi la stessa densità sebbene siano cose molto diverse. Dopo aver calcolato la densità di un oggetto, uno scienziato può cercare il valore in una tabella e in molti casi determinare con precisione di cosa è fatto l'oggetto.
La grande scoperta di Archimede
Uno degli esempi più famosi di calcolo della densità è la storia di Archimede e della corona d'oro. Un re aveva chiesto ad Archimede di determinare se la sua nuova corona fosse d'oro puro, ma senza danneggiarla in alcun modo. Archimede si rese conto che immergendo la corona nell'acqua, poteva determinarne il volume e quindi la densità. In questo modo, dimostrò che la corona non era oro puro, ma conteneva metalli più economici.