質量、体積、密度の関係

質量、体積、密度は、オブジェクトの最も基本的なプロパティの3つです。 質量は何かの重さであり、体積はそれがどれだけ大きいかを示し、密度は質量を体積で割ったものです。 質量と体積は日常的に扱う特性ですが、密度の概念は少しわかりにくく、慎重に検討する必要があります。 ただし、一度コツをつかめば、密度は非常に便利です。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

体積はオブジェクトのサイズであり、質量はその重量です。 密度を取得するには、質量を体積で割ります。 たとえば、5 cm x 2 cm x 10 cmの鉛れんがは、1,134gの重さがあります。 レンガの体積は5x 2 x 10 = 100立方センチメートルです。 1,134を100で割ると、鉛の密度が1立方センチメートルあたり11.34グラムになります。

質量:ミステリー?

質量は完全には理解されていないため、2つの非常に異なる方法で定義されます。慣性質量はどれだけ強く測定するか オブジェクトは加速に抵抗しますが、重力はオブジェクトが他のものをどれだけ強く引き付けるかを測定します 自体。 これら2つの異なるタイプの質量が同じである理由は明らかではありませんが、実験によりそれらが同じであることが確認されています。 厳密に言えば、体重計は体重を測定しますが、通常、体重と質量は同じものと考えることができます。

スペースとボリューム

ボリュームは、オブジェクトの空間サイズを測定します。 体積の計算に使用される式は、その形状によって異なり、複雑になる可能性がありますが、一般的には、幅×高さ×長さとして考えることができます。 オブジェクトの体積の測定は、計算よりも簡単な場合があります。 大きな容器に入れて水位の上昇を測定することで、どんな形でもすぐに量を見つけることができます。

密度で割る

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されます。 密度は質量や体積よりも直感的ではありませんが、オブジェクトを手に取って予想よりもはるかに軽いまたは重いことに気付いた場合、それは密度が思ったものではないためです。 通常、密度を直接測定することはできず、質量と体積を決定した後で計算する必要があります。 密度は、エネルギー密度など、他の量を体積で割ったものを表すために使用されることがあります。

定数としての密度

科学者やエンジニアは、密度を頻繁に使用します。密度は、オブジェクトのプロパティを計算したり、オブジェクトが構成されている材料を特定したりするのに役立つためです。 金属、プラスチックなどを含む何千もの物質の密度はよく知られています。 室温と圧力では、特定の物質の密度はほぼ常に一定です。鉄の釘と鉄のボートのアンカーは、まったく異なるものですが、どちらも同じ密度です。 科学者は、オブジェクトの密度を計算した後、テーブルで値を調べ、多くの場合、オブジェクトが何でできているかを正確に判断できます。

アルキメデスの大発見

密度を計算する最も有名な例の1つは、アルキメデスと黄金の王冠の物語です。 王はアルキメデスに、彼の新しい王冠が純金でできているかどうかを判断するように依頼しましたが、それを損傷することはありませんでした。 アルキメデスは、王冠を水に沈めることによって、その体積、したがってその密度を決定できることに気づきました。 このようにして、彼は王冠が純金ではなく、より安価な金属を含んでいることを証明しました。

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