Что это и что показывает
Плотность показывает, сколько массы вещества помещается в единице объёма. Это «компактность» материала: свинец плотный, пенопласт — нет. Зная плотность, можно по объёму найти массу тела или, наоборот, по массе определить объём и даже понять, утонет тело или всплывёт.
Формула и откуда она
Плотность определяется как:
ρ = m ⁄ V
Это прямое определение: масса, делённая на объём. Из формулы легко выразить массу m = ρ · V и объём V = m ⁄ ρ.
Единицы СИ: масса m — килограммы, объём V — кубические метры (м³), плотность ρ — кг/м³. Для ориентира: плотность воды ≈ 1000 кг/м³, то же что 1 г/см³.
Как посчитать вручную (по шагам)
- Запишите массу и объём, переведя их в СИ (граммы → кг, мл → м³).
- Помните: 1 л = 0,001 м³, 1 мл = 0,000001 м³.
- Выберите форму:
ρ = m ⁄ V,m = ρ · VилиV = m ⁄ ρ. - Выполните деление или умножение.
- Сравните с табличной плотностью, чтобы опознать вещество.
Разбор примера
Брусок имеет массу m = 200 г и объём V = 250 мл. Найдите плотность.
Переводим в СИ: m = 0,2 кг, V = 250 мл = 0,00025 м³.
По формуле ρ = m ⁄ V = 0,2 ⁄ 0,00025 = 800 кг/м³.
Плотность вещества 800 кг/м³ — меньше плотности воды (1000 кг/м³), значит брусок всплывёт.
Где применяется
Плотность нужна, чтобы определять материал, рассчитывать плавучесть (закон Архимеда), массу баков с топливом, грузоподъёмность судов. Тема входит в физику 7 класса, ОГЭ и ЕГЭ, а в международных программах — в IB Physics и AP Physics (свойства материалов и жидкостей).
Частые ошибки
- Путают единицы: смешивают г/см³ и кг/м³ (между ними множитель 1000).
- Берут объём в литрах или миллилитрах вместо кубометров.
- Меняют местами массу и объём в формуле.
- Думают, что тяжёлое тело обязательно плотное: важно отношение массы к объёму, а не сама масса.