Плотность тела

Что такое плотность тела

Плотность (обозначается ρ, «ро») — это физическая величина, которая показывает массу вещества, приходящуюся на единицу объёма. Она характеризует, насколько «плотно» упакованы атомы и молекулы в материале.

Плотность вычисляется по простой формуле: $$\rho = \frac{m}{V}$$

где:

• ρ — плотность (кг/м³ или г/см³)
• m — масса тела (кг или г)
• V — объём тела (м³ или см³)

Единицы измерения

В международной системе (СИ) плотность измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м³). В научных и справочных материалах часто используют граммы на кубический сантиметр (г/см³).

Соотношение: 1 г/см³ = 1000 кг/м³

Как пользоваться калькулятором

1. Введите массу тела в граммах, килограммах или тоннах.
2. Введите объём в кубических сантиметрах, кубических метрах или литрах.
3. Выберите единицы измерения для результата.
4. Нажмите “Рассчитать” — калькулятор выдаст плотность в кг/м³ и г/см³.

Примеры расчётов

Пример 1: Плотность алюминиевого куба

• Масса: 2,7 кг
• Объём: 0,001 м³ (10 см × 10 см × 10 см)
• Плотность: ρ = 2,7 / 0,001 = 2700 кг/м³ ✓

Пример 2: Плотность воды

• Масса: 1000 г
• Объём: 1000 см³ (1 литр)
• Плотность: ρ = 1000 / 1000 = 1 г/см³ ✓

Пример 3: Плотность дерева (сосна)

• Масса: 500 г
• Объём: 1000 см³
• Плотность: ρ = 500 / 1000 = 0,5 г/см³

Таблица плотности основных материалов

Методы определения объёма

Для геометрических фигур:

• Куб: V = a³
• Сфера: V = 4πr³/3
• Цилиндр: V = πr²h
• Прямоугольный параллелепипед: V = длина × ширина × высота

Для неправильных тел:

• Метод вытеснения воды (погружение в мензурку или прибор Архимеда)
• Гидростатическое взвешивание
• 3D-сканирование или расчёт на компьютере

Практическое применение

• Инженерия: расчёт грузоподъёмности, прочности конструкций
• Строительство: выбор материалов, контроль качества бетона и кирпича
• Судоходство: определение плавучести судов и грузов
• Медицина: анализ состава тела, диагностика остеопороза
• Металлургия: контроль качества сплавов и металлов
• Экология: анализ загрязнений в воде и воздухе

Советы и особенности

Влияние температуры: плотность большинства веществ меняется с температурой. Вода имеет максимальную плотность при +4 °C, поэтому лёд плывёт по воде.

Давление: плотность газов сильно зависит от давления и температуры, а плотность жидкостей и твёрдых тел практически не меняется.

Однородность: если материал неоднородный, расчёт по формуле даёт среднюю плотность.

Часто задаваемые вопросы

Q: Как рассчитать плотность тела?
A: Разделите массу на объём по формуле ρ = m/V. Массу измеряют весами, объём — мензуркой, методом вытеснения или геометрическими расчётами.

Q: Чему равна плотность человеческого тела?
A: Приблизительно 1,0 г/см³ или 1000 кг/м³, что близко к плотности воды. Именно поэтому люди плывут в воде.

Q: Какие единицы плотности?
A: Основные — кг/м³ (СИ) и г/см³. Реже встречаются фунты/кубический фут или тонны/кубический метр.

Q: Почему плотность разных материалов разная?
A: Атомная структура и расстояния между атомами различаются. Тяжёлые атомы (золото) плотнее, а лёгкие газы и пористые материалы менее плотны.

Q: Как найти объём неправильного предмета?
A: Погрузите предмет в мензурку с водой и измерьте изменение уровня жидкости. Разность значений — объём тела.

Q: Плотность — это то же, что удельный вес?
A: Нет. Плотность — масса на объём (кг/м³), удельный вес — вес на объём (Н/м³). Связаны формулой: γ = ρg, где g ≈ 9,81 м/с².

Смотрите также

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.