Un matériau densité est défini comme sa masse par unité de volume. Autrement dit, la densité est le rapport entre la masse et le volume ou la masse par unité de volume. C'est une mesure de la quantité de "trucs" d'un objet dans un volume unitaire (mètre cube ou centimètre cube). La densité est essentiellement une mesure de l'étanchéité de la matière. Le principe de densité a été découvert par le scientifique grec Archimède, et il est facile de calculer si vous connaissez la formule et comprenez ses unités associées.
Formule de densité
Pour calculer la densité (généralement représentée par le Lettre grecque "ρ") d'un objet, prendre la masse (m) et diviser par le volume (v):
ρ = m / v
le Unité SI de densité est le kilogramme par mètre cube (kg / m3). Il est également fréquemment représenté unité cgs de grammes par centimètre cube (g / cm3).
Comment trouver la densité
En étudiant la densité, il peut être utile de travailler exemple de problème en utilisant la formule de densité, comme mentionné dans la section précédente. Rappelons que si la densité est bien la masse divisée par le volume, elle est souvent mesurée en unités de grammes par cube centimètre parce que les grammes représentent un poids standard, tandis que les centimètres cubes représentent le volume du objet.
Pour ce problème, prenez une brique de sel mesurant 10,0 cm x 10,0 cm x 2,0 cm, qui pèse 433 grammes. Pour trouver la densité, utilisez la formule, qui vous aide à déterminer la quantité de masse par unité de volume, ou:
ρ = m / v
Dans cet exemple, vous avez les dimensions de l'objet, vous devez donc calculer le volume. le formule pour le volume dépend de la forme de l'objet, mais c'est un calcul simple pour une boîte:
v = longueur x largeur x épaisseur
v = 10,0 cm x 10,0 cm x 2,0 cm
v = 200,0 cm3
Maintenant que vous avez la masse et le volume, calculer la densité, comme suit:
ρ = m / v
ρ = 433 g / 200,0 cm3
ρ = 2,165 g / cm3
Ainsi, la densité de la brique de sel est de 2,165 g / cm3.
Utilisation de la densité
L'une des utilisations les plus courantes de la densité est la façon dont les différents matériaux interagissent lorsqu'ils sont mélangés. Le bois flotte dans l'eau parce qu'il a une densité plus faible, tandis qu'une ancre coule parce que le métal a une densité plus élevée. Les ballons à l'hélium flottent parce que la densité de l'hélium est inférieure à la densité de l'air.
Lorsque votre station-service automobile teste divers liquides, comme le liquide de transmission, elle verse une partie du liquide dans un hydromètre. L'hydromètre a plusieurs objets calibrés, dont certains flottent dans le liquide. En observant lequel des objets flotte, les employés de la station-service peuvent déterminer la densité du liquide. Dans le cas du liquide de transmission, ce test révèle si les employés des stations-service doivent le remplacer immédiatement ou si le liquide a encore une certaine durée de vie.
La densité vous permet de résoudre la masse et le volume si l'autre quantité est donnée. Depuis le densité des substances courantes est connu, ce calcul est assez simple, sous la forme. (Notez que le symbole astérisque - * - est utilisé pour éviter toute confusion avec les variables de volume et de densité, ρ et v, respectivement.)
v * ρ = mou
m / ρ = v
Le changement de densité peut également être utile pour analyser certaines situations, par exemple chaque fois qu'une conversion chimique a lieu et que de l'énergie est libérée. La charge d'une batterie de stockage, par exemple, est un solution acide. Lorsque la batterie décharge de l'électricité, l'acide se combine avec le plomb dans la batterie pour former un nouveau produit chimique, ce qui entraîne une diminution de la densité de la solution. Cette densité peut être mesurée pour déterminer le niveau de charge restante de la batterie.
La densité est un concept clé dans l'analyse de l'interaction des matériaux en mécanique des fluides, en météorologie, en géologie, en sciences des matériaux, en génie et dans d'autres domaines de la physique.
Gravité spécifique
Un concept lié à la densité est le gravité spécifique (ou, encore plus approprié, densité relative) d'un matériau, qui est le rapport de la densité du matériau au densité de l'eau. Un objet avec une gravité spécifique inférieure à un flottera dans l'eau, tandis qu'une gravité spécifique supérieure à un signifie qu'il coulera. C'est ce principe qui permet par exemple à un ballon rempli d'air chaud de flotter par rapport au reste de l'air.