密度は、単位体積あたりの材料の質量の尺度であり、科学、工学、および産業の多くの側面で使用されます。 密度は、オブジェクトの質量をその体積で割ることによって計算できます。 材料が異なれば密度も異なるため、オブジェクトの密度を測定すると、その中にある材料を特定するのに役立ちます。 金属サンプルの密度を見つけることは、その純度を決定するのに役立ちます。
質量と体積の直接測定
液体や規則的な形状の固体を測定する場合、質量と体積は直接測定によって発見でき、これら2つの測定値を使用して密度を決定できます。 パン天びんを使用して、オブジェクトの質量をグラムで決定して記録します。 ノギスまたは定規を使用して、オブジェクトの長さ、深さ、幅をセンチメートルで測定します。 これらの3つの測定値を乗算して、立方センチメートル単位の体積を求めます。 オブジェクトの質量をその体積で割って、その密度を決定します。 密度は、グラム/立方センチメートルまたはグラム/ミリリットルで表されます。
例として、以下のビデオをご覧ください。
間接体積測定
表面が不規則な固体の密度を計算するには、別の方法で体積を決定する必要があります。 表面積を直接測定する代わりに、メスシリンダーを使用してオブジェクトの体積を見つけます。 メスシリンダーに既知のレベルに達するまで水を注ぎます。 このレベルは、ミリリットル単位で水の量を表示するシリンダーの表面のマーキングによって測定することができます。 オブジェクトを水に追加し、新しい水位を記録します。 新しい水位と元の水位の差は、オブジェクトの体積になります。 この測定はミリリットルで行われ、立方センチメートルと交換可能です。 体積が決まったら、上記と同じ式を適用します。
アルキメデスの原理を使用した推定密度。
アルキメデスの原理は、与えられた流体への身体の浸漬は、それに上向きに作用する浮力を生み出すと述べています。 この力は、押しのけられた流体の重量に等しくなります。 密度が不明なオブジェクトは、オブジェクトに対する流体の密度に応じて、特定の流体内で浮いたり沈んだりします。 オブジェクトの密度を大まかに判断するには、既知の密度のさまざまな流体にオブジェクトを配置し、結果を観察します。 沈むと、流体よりも密度が高くなります。 浮いている場合は、密度が低くなります。