Massa, volume en dichtheid zijn drie van de meest elementaire eigenschappen van een object. Massa is hoe zwaar iets is, volume vertelt je hoe groot het is en dichtheid is massa gedeeld door volume. Hoewel massa en volume eigenschappen zijn waar je elke dag mee te maken hebt, is het idee van dichtheid iets minder voor de hand liggend en moet je er goed over nadenken. Maar als je het eenmaal onder de knie hebt, is dichtheid erg handig.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Volume is de grootte van een object en massa is het gewicht. Om de dichtheid te krijgen, deel je massa door volume. Een loden baksteen, 5 cm x 2 cm x 10 cm, weegt bijvoorbeeld 1.134 g. Het volume van de steen is 5 x 2 x 10 = 100 kubieke cm. Deel 1134 door 100 om de dichtheid van lood te krijgen, 11,34 gram per kubieke cm.
Mis: een mysterie?
Massa wordt niet volledig begrepen, dus wordt het op twee heel verschillende manieren gedefinieerd: traagheidsmassa meet hoe sterk een object weerstaat versnelling, terwijl zwaartekracht meet hoe sterk een object andere dingen aantrekt zelf. Het is niet duidelijk waarom deze twee verschillende soorten massa hetzelfde zijn, maar experimenten bevestigen dat dit het geval is. Strikt genomen meet een weegschaal het gewicht, maar je kunt gewicht en massa meestal als hetzelfde beschouwen.
Ruimte en volume
Volume meet de ruimtelijke grootte van een object. Hoewel de formule die wordt gebruikt om het volume te berekenen, afhangt van de vorm en ingewikkeld kan zijn, kunt u deze in het algemeen beschouwen als breedte maal hoogte maal lengte. Het volume van een object meten kan soms eenvoudiger zijn dan het te berekenen. Door het in een grote bak met water te doen en de stijging van het waterniveau te meten, kan het volume snel worden gevonden, ongeacht de vorm.
Verdeel voor dichtheid
De dichtheid wordt berekend door de massa van een object te delen door het volume. Dichtheid is minder intuïtief dan massa of volume, maar als je ooit een object hebt opgepakt en het veel lichter of zwaarder vond dan je had verwacht, komt dat omdat de dichtheid niet is wat je dacht. Dichtheid kan meestal niet direct worden gemeten en moet worden berekend nadat massa en volume zijn bepaald. Dichtheid wordt soms gebruikt om andere grootheden gedeeld door volume te beschrijven, zoals energiedichtheid.
Dichtheid als constante
Wetenschappers en ingenieurs gebruiken vaak dichtheid, omdat het handig is voor het berekenen van de eigenschappen van een object en het identificeren van de materialen waaruit een object is gemaakt. De dichtheden van duizenden stoffen, waaronder metalen, kunststoffen en meer, zijn bekend. Bij kamertemperatuur en druk is de dichtheid van een bepaalde stof bijna altijd constant - een ijzeren spijker en een ijzeren bootanker hebben beide dezelfde dichtheid, hoewel het heel verschillende dingen zijn. Na het berekenen van de dichtheid van een object, kan een wetenschapper de waarde opzoeken in een tabel en in veel gevallen nauwkeurig bepalen waar het object van is gemaakt.
De grote ontdekking van Archimedes
Een van de bekendste voorbeelden van het berekenen van dichtheid is het verhaal van Archimedes en de gouden kroon. Een koning had Archimedes gevraagd te bepalen of zijn nieuwe kroon van puur goud was gemaakt, maar zonder deze op enigerlei wijze te beschadigen. Archimedes realiseerde zich dat door de kroon in water onder te dompelen, hij het volume en dus de dichtheid kon bepalen. Zo bewees hij dat de kroon niet van puur goud was, maar met goedkopere metalen.