Massa, volym och densitet är tre av ett objekts mest grundläggande egenskaper. Massa är hur tungt något är, volymen berättar hur stor den är och densiteten divideras med volymen. Även om massa och volym är egenskaper du hanterar varje dag, är tanken på densitet lite mindre uppenbar och tar noggrant eftertanke. Men när du förstår det är densiteten mycket användbar.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Volymen är storleken på ett objekt och massan är dess vikt. För att få densitet, dela massan efter volym. Till exempel väger en blysten, 5 cm x 2 cm x 10 cm, 1134 g. Tegelstenens volym är 5 x 2 x 10 = 100 kubik cm. Dela 1134 med 100 för att få blytätheten, 11,34 gram per kubik cm.
Mass: ett mysterium?
Massan är inte helt förstådd, så den definieras på två mycket olika sätt: Tröghetsmassan mäter hur starkt ett objekt motstår acceleration, medan gravitationsmassan mäter hur starkt ett objekt lockar andra saker till sig. Det är inte klart varför dessa två olika typer av massa är desamma, men experiment bekräftar att de är det. Strikt taget mäter en skala vikt, men du kan vanligtvis tänka på vikt och massa som samma sak.
Utrymme och volym
Volym mäter ett objekts rumsliga storlek. Även om formeln som används för att beräkna volymen beror på dess form och kan vara komplicerad, kan du allmänt tänka på den som bredd gånger höjd gånger längd. Att mäta ett objekts volym kan ibland vara enklare än att beräkna det. Att sätta den i en stor behållare med vatten och mäta stigningen i vattennivån kan snabbt hitta volymen, oavsett vilken form den är.
Dela för densitet
Densitet beräknas genom att dividera ett objekts massa med dess volym. Densitet är mindre intuitiv än massa eller volym, men om du någonsin har plockat upp ett föremål och tyckte att det var mycket lättare eller tyngre än du förväntat dig, beror det på att densiteten inte är vad du trodde. Densitet kan vanligtvis inte mätas direkt och måste beräknas efter att massa och volym har bestämts. Densitet används ibland för att beskriva andra kvantiteter dividerat med volym, såsom energitäthet.
Densitet som en konstant
Forskare och ingenjörer använder ofta densitet, eftersom det är användbart för att beräkna ett objekts egenskaper och identifiera de material som ett objekt är tillverkat av. Tätheten hos tusentals ämnen, inklusive metaller, plast och mer, är välkända. Vid rumstemperatur och tryck är densiteten hos ett visst ämne nästan alltid konstant - en järnspik och ett järnbåtankare har båda samma densitet även om de är väldigt olika saker. Efter att ha beräknat ett objekts densitet kan en forskare slå upp värdet i en tabell och i många fall exakt bestämma vad objektet består av.
Archimedes stora upptäckt
Ett av de mest kända exemplen på beräkning av densitet är historien om Archimedes och den gyllene kronan. En kung hade bett Archimedes att avgöra om hans nya krona var gjord av rent guld, men utan att skada den på något sätt. Archimedes insåg att genom att sänka kronan i vatten kunde han bestämma dess volym och därmed dess densitet. På detta sätt bevisade han att kronan inte var rent guld utan hade billigare metaller.