Gęstość substancji – wzór, tabela gęstości i przykładowe obliczenia krok po kroku

Gęstość substancji określa, ile masy przypada na jednostkę objętości materiału. Oblicza się ją ze wzoru ρ = m/V, gdzie ρ oznacza gęstość, m — masę, a V — objętość badanego ciała. Wielkość ta pozwala porównywać materiały niezależnie od rozmiaru próbki, identyfikować nieznane substancje i przewidywać, czy ciało będzie unosiło się na powierzchni cieczy, informuje TopFlop.

Kilogram żelaza i kilogram drewna mają taką samą masę, ale zajmują inną objętość. Żelazo jest znacznie gęstsze, dlatego jego próbka będzie mniejsza. W obliczeniach kluczowe są nie tylko właściwy wzór i poprawne podstawienie danych, lecz także zgodność jednostek, temperatura pomiaru oraz stan skupienia substancji.

Co to jest gęstość substancji i co mówi o materiale

Gęstość jest wielkością fizyczną opisującą stosunek masy ciała do jego objętości. Nie informuje bezpośrednio, ile waży cały przedmiot, lecz pokazuje, jak silnie materia jest „upakowana” w określonej przestrzeni. Dwie próbki wykonane z jednorodnego materiału mogą mieć różne masy i objętości, ale w tych samych warunkach powinny mieć taką samą gęstość. Dlatego gęstość traktuje się jako cechę charakterystyczną substancji.

W przypadku ciał jednorodnych każda część próbki ma taki sam skład i zbliżoną gęstość. Dla mieszanin, materiałów porowatych, drewna, pianek czy skał wynik może zależeć od struktury, wilgotności i sposobu pomiaru. Gąbka zawiera dużo powietrza, dlatego jej gęstość średnia jest znacznie mniejsza niż gęstość materiału tworzącego jej szkielet.

Wysoka gęstość nie oznacza automatycznie dużej masy. Mała kulka ołowiana może ważyć mniej niż duży blok styropianu, mimo że ołów ma wielokrotnie większą gęstość. O masie przedmiotu decydują jednocześnie gęstość materiału i objętość całego ciała.

„Gęstość jest ilorazem masy substancji i zajmowanej przez nią objętości” — szkolna definicja wielkości fizycznej ρ.

Gęstość wykorzystuje się między innymi do:

• rozpoznawania materiałów na podstawie pomiaru masy i objętości;
• projektowania statków, łodzi podwodnych i balonów;
• kontroli jakości paliw, olejów, stopów metali i roztworów;
• obliczania masy elementu o znanej objętości;
• wyznaczania objętości materiału o znanej masie;
• oceny, czy ciało zatonie, czy będzie pływać;
• przeliczania objętości produktów na ich masę.

Gęstość substancji – wzór podstawowy i znaczenie symboli

Podstawowy wzór na gęstość ma postać:

ρ = m/V

Poszczególne symbole oznaczają:

Symbol	Wielkość	Podstawowa jednostka SI
ρ	gęstość	kg/m³
m	masa	kg
V	objętość	m³

Wzór pokazuje, że gęstość rośnie, gdy większa masa mieści się w tej samej objętości. Jeżeli natomiast masa pozostaje stała, a objętość wzrasta, gęstość maleje. Zależność ta dotyczy przede wszystkim porównywania jednorodnych próbek i stanowi podstawę większości szkolnych zadań z tego działu.

Przed rozpoczęciem rachunków trzeba ustalić, której wielkości brakuje. Następnie wzór należy przekształcić, zachowując te same jednostki w całym działaniu. Samo podstawienie liczb bez jednostek zwiększa ryzyko pomyłki, szczególnie gdy masa jest podana w gramach, a objętość w metrach sześciennych.

Jak obliczyć masę na podstawie gęstości

Po pomnożeniu obu stron równania przez objętość otrzymujemy:

m = ρ × V

Ten wzór stosuje się, gdy znane są gęstość materiału i objętość przedmiotu. Przykładowo masa stalowego elementu zależy od objętości zużytej stali oraz gęstości konkretnego stopu.

Jak obliczyć objętość na podstawie gęstości

Po podzieleniu masy przez gęstość otrzymujemy:

V = m/ρ

Wzór pozwala obliczyć, jaką przestrzeń zajmuje określona masa substancji. Może być używany przy wyznaczaniu objętości cieczy, metalu, drewna albo tworzywa sztucznego.

Schemat przekształceń można zapamiętać za pomocą trójkąta:

       m
     ─────
      ρ  V

Zakrycie szukanej wielkości wskazuje działanie:

• zakrycie ρ daje m/V;
• zakrycie m daje ρ × V;
• zakrycie V daje m/ρ.

W zadaniach wymagających kilku etapów przydatna jest także poprawna kolejność rachunków. Zasady wykonywania działań, nawiasów oraz mnożenia i dzielenia opisano szerzej w materiale Kolejność wykonywania działań – zasady, przykłady i zadania z odpowiedziami.

Jednostki gęstości: kg/m³, g/cm³ i kg/dm³

Jednostką gęstości w układzie SI jest kilogram na metr sześcienny, czyli kg/m³. W szkolnych zadaniach, chemii i pracy laboratoryjnej często używa się również gramów na centymetr sześcienny — g/cm³. Dla cieczy wygodne są także g/ml oraz kg/dm³.

Centymetr sześcienny ma taką samą objętość jak mililitr:

1 cm³ = 1 ml

Decymetr sześcienny odpowiada jednemu litrowi:

1 dm³ = 1 l

Z tych zależności wynika:

1 g/cm³ = 1 g/ml = 1 kg/dm³ = 1000 kg/m³

Oznacza to, że wodzie o gęstości około 1 g/cm³ odpowiada wartość około 1000 kg/m³. Nie wolno jednak przeliczać jednostek przez zmianę samego przedrostka. Jednostka objętości jest podniesiona do trzeciej potęgi, dlatego różnica między cm³ a m³ jest znacznie większa niż między centymetrem a metrem.

Przeliczenie	Wynik
1 m³	1 000 000 cm³
1 dm³	1000 cm³
1 l	1 dm³
1 ml	1 cm³
1 g/cm³	1000 kg/m³
1 kg/m³	0,001 g/cm³

Przykład:

2,7 g/cm³ × 1000 = 2700 kg/m³

2700 kg/m³ ÷ 1000 = 2,7 g/cm³

Najbezpieczniej przeliczyć wszystkie dane przed podstawieniem ich do wzoru. Mieszanie gramów z metrami sześciennymi albo kilogramów z centymetrami sześciennymi prowadzi do wyniku formalnie policzonego, ale fizycznie błędnego.

Przy przekształceniach zawierających potęgi warto sprawdzić również materiał Potęgi i pierwiastki: najważniejsze wzory, zasady działań i typowe błędy uczniów. Ułatwia on zrozumienie, dlaczego 1 m³ odpowiada milionowi centymetrów sześciennych, a nie stu.

Tabela gęstości popularnych substancji

Poniższe wartości mają charakter orientacyjny. Rzeczywista gęstość może zmieniać się wraz z temperaturą, ciśnieniem, składem chemicznym, czystością próbki, wilgotnością oraz rodzajem stopu. W zadaniu szkolnym należy w pierwszej kolejności korzystać z wartości podanej w treści lub dołączonej tabeli.

Tabela gęstości ciał stałych

Substancja lub materiał	Przybliżona gęstość w kg/m³	Przybliżona gęstość w g/cm³
Korek	120–240	0,12–0,24
Styropian	10–50	0,01–0,05
Drewno świerkowe, suche	400–500	0,40–0,50
Drewno dębowe, suche	650–800	0,65–0,80
Lód w temperaturze około 0°C	917	0,917
Tworzywo PE-HD	940–970	0,94–0,97
Szkło sodowo-wapniowe	około 2500	około 2,50
Beton zwykły	około 2200–2400	około 2,20–2,40
Aluminium	około 2700	około 2,70
Granit	około 2600–2800	około 2,60–2,80
Żelazo	około 7870	około 7,87
Stal	około 7850	około 7,85
Miedź	około 8960	około 8,96
Srebro	około 10 490	około 10,49
Ołów	około 11 340	około 11,34
Rtęć	około 13 550	około 13,55
Złoto	około 19 320	około 19,32
Platyna	około 21 450	około 21,45

Zakresy podane dla drewna, betonu i tworzyw wynikają z różnic w składzie oraz strukturze materiału. Drewno zawiera pory, wodę i powietrze, a jego gęstość zależy od gatunku oraz wilgotności. Beton może zawierać kruszywa o różnej gęstości, natomiast tworzywa są produkowane w wielu odmianach.

Tabela gęstości cieczy

Ciecz	Przybliżona gęstość w kg/m³	Przybliżona gęstość w g/cm³
Benzyna	około 720–780	około 0,72–0,78
Etanol	około 789	około 0,789
Olej roślinny	około 910–930	około 0,91–0,93
Woda w temperaturze około 4°C	około 1000	około 1,000
Woda morska	około 1020–1030	około 1,02–1,03
Gliceryna	około 1260	około 1,26
Miód	około 1380–1450	około 1,38–1,45
Rtęć	około 13 550	około 13,55

Wartości dla benzyny, oleju, miodu i wody morskiej są przedziałami, ponieważ produkty te nie mają jednego stałego składu. Benzyna jest mieszaniną węglowodorów, woda morska zawiera różne ilości rozpuszczonych soli, a gęstość miodu zależy między innymi od zawartości wody.

Tabela gęstości gazów

Gaz	Przybliżona gęstość w kg/m³
Wodór	około 0,090
Hel	około 0,179
Metan	około 0,66
Powietrze	około 1,20–1,29
Tlen	około 1,33–1,43
Dwutlenek węgla	około 1,84–1,98

Dla gazów temperatura i ciśnienie mają szczególnie duże znaczenie. Ta sama ilość gazu po ogrzaniu może zająć większą objętość, a jej gęstość spadnie. Dlatego tabela gęstości substancji gazowych powinna być zawsze odczytywana razem z warunkami pomiaru.

Jak temperatura wpływa na gęstość

Większość substancji rozszerza się podczas ogrzewania. Masa próbki pozostaje wówczas taka sama, ale jej objętość rośnie, co powoduje spadek gęstości. Podczas chłodzenia objętość zwykle maleje, a gęstość wzrasta. Zjawisko to jest szczególnie widoczne w gazach, ale występuje również w cieczach i ciałach stałych.

Woda zachowuje się nietypowo. Osiąga największą gęstość w temperaturze około 4°C. Gdy ochładza się od 4°C do temperatury zamarzania, zaczyna zwiększać objętość, zamiast nadal się kurczyć. Powstały lód ma mniejszą gęstość niż ciekła woda, dlatego unosi się na jej powierzchni.

„Lód pływa, ponieważ jego gęstość jest mniejsza od gęstości ciekłej wody” — konsekwencja anomalnej rozszerzalności wody.

Ta właściwość ma duże znaczenie dla zbiorników wodnych. Warstwa lodu tworzy się od góry i ogranicza dalszą utratę ciepła, podczas gdy głębsza woda pozostaje ciekła. Gdyby lód był gęstszy od wody, opadałby na dno, a zamarzanie jezior przebiegałoby zupełnie inaczej.

W obliczeniach szkolnych zmiany temperaturowe często się pomija, o ile zadanie nie podaje konkretnych warunków. Przy precyzyjnych pomiarach laboratoryjnych trzeba jednak uwzględnić temperaturę próbki i korzystać z tabel sporządzonych dla tych samych warunków.

Jak obliczyć gęstość – przykład z regularną bryłą

Metalowy prostopadłościan ma masę 540 g. Jego długość wynosi 10 cm, szerokość 5 cm, a wysokość 4 cm. Należy obliczyć gęstość materiału.

Najpierw obliczamy objętość prostopadłościanu:

V = a × b × h

V = 10 cm × 5 cm × 4 cm

V = 200 cm³

Następnie korzystamy ze wzoru:

ρ = m/V

ρ = 540 g / 200 cm³

ρ = 2,7 g/cm³

Po przeliczeniu na jednostkę SI:

2,7 g/cm³ = 2700 kg/m³

Uzyskana wartość odpowiada w przybliżeniu gęstości aluminium. Sam wynik nie stanowi jednak absolutnego dowodu, że próbka została wykonana z czystego aluminium. Podobną gęstość mogą mieć niektóre stopy lub inne materiały.

Pełny zapis rozwiązania powinien zawierać:

1. dane;
2. szukaną wielkość;
3. wzór;
4. obliczenie objętości;
5. podstawienie do wzoru na gęstość;
6. jednostkę wyniku;
7. krótką odpowiedź.

Obliczanie objętości regularnych brył wymaga znajomości ich wymiarów. W przypadku zadań rozpoczynających się od figur płaskich pomocne jest zestawienie Wzory na pola i obwody figur płaskich – ściąga z przykładami i obliczeniami, które porządkuje zasady liczenia pól prostokąta, trójkąta, trapezu i koła.

Przykładowe obliczenia masy na podstawie gęstości

Miedziany element ma objętość 35 cm³. Przyjmujemy gęstość miedzi równą 8,96 g/cm³. Należy obliczyć jego masę.

Dane:

• ρ = 8,96 g/cm³;
• V = 35 cm³;
• m = ?

Wzór:

m = ρ × V

Obliczenie:

m = 8,96 g/cm³ × 35 cm³

m = 313,6 g

Masa elementu wynosi 313,6 g, czyli 0,3136 kg. Jednostki cm³ skracają się podczas mnożenia, a wynik pozostaje w gramach.

Drugi przykład dotyczy betonu. Blok ma objętość 0,08 m³, a przyjęta gęstość betonu wynosi 2300 kg/m³.

m = ρ × V

m = 2300 kg/m³ × 0,08 m³

m = 184 kg

Blok waży około 184 kg. W praktyce masa może się różnić zależnie od rodzaju kruszywa, zawartości wilgoci i dokładnego składu mieszanki.

Przykładowe obliczenia objętości na podstawie masy

Bryłka srebra ma masę 524,5 g. Gęstość srebra wynosi około 10,49 g/cm³. Należy obliczyć jej objętość.

V = m/ρ

V = 524,5 g / 10,49 g/cm³

V = 50 cm³

Objętość bryłki wynosi 50 cm³.

W kolejnym przykładzie masa oleju wynosi 920 g, a jego gęstość przyjmujemy jako 0,92 g/cm³.

V = 920 g / 0,92 g/cm³

V = 1000 cm³

Ponieważ 1000 cm³ = 1 dm³ = 1 l, objętość oleju wynosi 1 litr.

W tym przypadku wynik zgadza się z intuicją: litr oleju ma masę mniejszą niż litr wody, ponieważ gęstość oleju jest niższa. Różnica nie wynika z pojemności naczynia, lecz z masy substancji zajmującej tę samą objętość.

Jak wyznaczyć gęstość ciała o nieregularnym kształcie

Dla sześcianu, walca albo prostopadłościanu objętość można policzyć ze wzoru geometrycznego. Kamień, klucz lub nieregularny fragment metalu nie mają jednak wymiarów pozwalających na tak proste obliczenie. W takim przypadku stosuje się metodę wypierania cieczy.

Potrzebne są:

• waga;
• menzurka z podziałką;
• woda lub inna ciecz, która nie reaguje z próbką;
• nitka do zanurzenia przedmiotu;
• badane ciało.

Kolejność pomiaru:

1. Zważyć suche ciało i zapisać jego masę.
2. Wlać wodę do menzurki.
3. Odczytać początkową objętość cieczy V₁.
4. Całkowicie zanurzyć ciało.
5. Odczytać nową objętość V₂.
6. Obliczyć objętość ciała: V = V₂ − V₁.
7. Podzielić masę przez obliczoną objętość.

Przykład:

• masa kamienia: 135 g;
• początkowa objętość wody: 70 ml;
• objętość po zanurzeniu kamienia: 120 ml.

Objętość kamienia:

V = 120 ml − 70 ml = 50 ml

Ponieważ 1 ml = 1 cm³:

V = 50 cm³

Gęstość:

ρ = 135 g / 50 cm³

ρ = 2,7 g/cm³

Kamień ma średnią gęstość 2,7 g/cm³.

Przedmiot musi być całkowicie zanurzony, ale nie powinien dotykać dna ani ścianek w sposób utrudniający odczyt. Na powierzchni nie mogą pozostać pęcherzyki powietrza, ponieważ zwiększyłyby pozornie objętość próbki. Metoda nie nadaje się bezpośrednio do materiałów, które rozpuszczają się w wodzie, silnie ją chłoną lub z nią reagują.

„Ciało zanurzone w cieczy wypiera objętość cieczy równą objętości zanurzonej części ciała” — zasada wykorzystywana w pomiarze objętości metodą wypierania.

Gęstość a pływanie i tonięcie ciał

Ciało zanurzone w cieczy doświadcza działania siły wyporu. To, czy zatonie, będzie pływać, czy pozostanie zawieszone, zależy od porównania jego średniej gęstości z gęstością cieczy.

Podstawowe przypadki:

Porównanie gęstości	Zachowanie ciała
ρ ciała > ρ cieczy	ciało tonie
ρ ciała < ρ cieczy	ciało wypływa lub pływa
ρ ciała = ρ cieczy	ciało może pozostawać zawieszone

Kawałek litej stali tonie w wodzie, ponieważ gęstość stali wynosi około 7,85 g/cm³, a wody około 1 g/cm³. Statek stalowy może jednak pływać, ponieważ obejmuje dużą przestrzeń wypełnioną powietrzem. Średnia gęstość całego statku — stali, powietrza, ładunku i pustych przestrzeni — może być mniejsza od gęstości wody.

Podobnie działa łódź podwodna. Zmienia ilość wody w zbiornikach balastowych, a przez to swoją całkowitą masę i średnią gęstość. Napełnienie zbiorników wodą zwiększa gęstość jednostki i umożliwia zanurzenie. Usunięcie wody oraz zastąpienie jej sprężonym powietrzem zmniejsza średnią gęstość, co pozwala się wynurzyć.

Olej tworzy warstwę na wodzie, ponieważ ma od niej mniejszą gęstość i nie miesza się z nią w zwykłych warunkach. Rtęć znajduje się pod wodą ze względu na znacznie większą gęstość. W naczyniu zawierającym kilka niemieszających się cieczy warstwy układają się od najgęstszej na dole do najmniej gęstej na górze.

Gęstość rzeczywista, średnia i nasypowa

Jedno słowo „gęstość” może oznaczać różne sposoby opisywania materiału. Gęstość właściwa lub rzeczywista odnosi się do samej substancji, bez uwzględniania pustych przestrzeni między ziarnami. Gęstość średnia opisuje całe ciało wraz z porami, kanałami i zamkniętym w nich powietrzem. Gęstość nasypową stosuje się do materiałów sypkich.

Kilogram piasku wsypany luźno do pojemnika zajmuje większą objętość niż ten sam piasek po zagęszczeniu. Masa ziaren się nie zmienia, lecz maleje ilość wolnej przestrzeni między nimi. W konsekwencji rośnie gęstość nasypowa.

Podobna zależność występuje w przypadku:

• mąki;
• cukru;
• cementu;
• żwiru;
• ziaren zbóż;
• proszków technicznych;
• pelletu;
• granulowanych tworzyw sztucznych.

Nie należy porównywać gęstości rzeczywistej z nasypową bez wskazania metody pomiaru. Ziarna kwarcu mogą mieć dużą gęstość materiałową, ale luźno usypany piasek zawiera wiele przestrzeni wypełnionych powietrzem. Jego gęstość nasypowa będzie więc znacznie niższa.

Najczęstsze błędy w zadaniach o gęstości

Najwięcej pomyłek nie wynika z trudności samego wzoru, lecz z niepoprawnego odczytania danych lub jednostek. Uczeń może dobrze wykonać dzielenie, a mimo to otrzymać wynik tysiąc razy za duży albo za mały. Dlatego każdą odpowiedź należy sprawdzić pod względem rachunkowym i fizycznym.

Najczęstsze błędy to:

1. Dzielenie objętości przez masę zamiast masy przez objętość.
2. Podstawianie gramów i metrów sześciennych bez przeliczenia.
3. Traktowanie 1 m³ jako 100 cm³.
4. Pomijanie trzeciej potęgi podczas przeliczania jednostek objętości.
5. Brak jednostki przy wyniku.
6. Mylenie gęstości z masą.
7. Odczytywanie menzurki pod niewłaściwym kątem.
8. Nieuwzględnianie temperatury przy dokładnych pomiarach.
9. Przyjmowanie wartości tabelarycznej jako identycznej dla każdego stopu lub mieszaniny.
10. Zaokrąglanie wyniku zbyt wcześnie.

Przy dzieleniu i mnożeniu warto zapisywać działania etapami. Nawet proste wyrażenie może zostać źle zinterpretowane, gdy pomija się nawiasy lub kolejność operacji. Przykład takiego problemu przedstawia analiza 6÷2(1+2): poprawny wynik i zasady kolejności działań bez internetowych mitów.

Jak sprawdzić, czy wynik jest wiarygodny

Po obliczeniu gęstości należy porównać wynik z typowymi wartościami. Jeżeli dla metalowej próbki otrzymano 0,008 g/cm³, prawdopodobnie popełniono błąd w jednostkach. Jeśli obliczona gęstość wody wynosi 1000 g/cm³, najpewniej niepoprawnie przeliczono kilogramy na gramy albo metry sześcienne na centymetry sześcienne.

Pomocne pytania kontrolne:

• Czy masa została podzielona przez objętość?
• Czy wszystkie jednostki są zgodne?
• Czy objętość obliczono poprawnym wzorem?
• Czy wynik ma jednostkę masy podzieloną przez jednostkę objętości?
• Czy wartość pasuje do rodzaju materiału?
• Czy liczba cyfr po przecinku jest uzasadniona dokładnością danych?

Przykładowe zadania z gęstości z rozwiązaniami

Zadanie 1. Gęstość drewnianego klocka

Klocek ma masę 360 g i objętość 600 cm³. Oblicz jego gęstość.

ρ = m/V

ρ = 360 g / 600 cm³

ρ = 0,6 g/cm³

Gęstość klocka wynosi 0,6 g/cm³, czyli 600 kg/m³. Jeżeli drewno nie nasiąknie wodą, klocek powinien utrzymywać się na jej powierzchni, ponieważ jego średnia gęstość jest mniejsza od gęstości wody.

Zadanie 2. Masa aluminiowej płyty

Płyta ma objętość 0,012 m³. Gęstość aluminium wynosi 2700 kg/m³. Oblicz masę.

m = ρ × V

m = 2700 kg/m³ × 0,012 m³

m = 32,4 kg

Masa płyty wynosi 32,4 kg.

Zadanie 3. Objętość stalowego elementu

Stalowy element ma masę 15,7 kg. Przyjmij gęstość stali równą 7850 kg/m³.

V = m/ρ

V = 15,7 kg / 7850 kg/m³

V = 0,002 m³

Po przeliczeniu:

0,002 m³ = 2 dm³ = 2 l

Objętość elementu wynosi 0,002 m³, czyli 2 dm³.

Zadanie 4. Rozpoznanie metalu

Próbka metalu ma masę 224 g i objętość 25 cm³.

ρ = 224 g / 25 cm³

ρ = 8,96 g/cm³

Wynik odpowiada w przybliżeniu gęstości miedzi. Próbka może być wykonana z miedzi, ale pełna identyfikacja wymagałaby sprawdzenia również innych właściwości.

Zadanie 5. Gęstość cieczy

Pusta butelka waży 120 g, a po napełnieniu 500 ml cieczy waży 580 g. Najpierw należy obliczyć masę samej cieczy:

m = 580 g − 120 g

m = 460 g

Objętość:

V = 500 ml = 500 cm³

Gęstość:

ρ = 460 g / 500 cm³

ρ = 0,92 g/cm³

Ciecz ma gęstość 0,92 g/cm³. Taka wartość jest zbliżona do gęstości wielu olejów roślinnych.

FAQ – gęstość substancji

Jaki jest wzór na gęstość?

Gęstość substancji oblicza się ze wzoru ρ = m/V. Masę dzieli się przez objętość. W układzie SI wynik podaje się w kg/m³.

Ile wynosi gęstość wody?

Gęstość czystej wody jest największa w temperaturze około 4°C i wynosi w przybliżeniu 1000 kg/m³, czyli 1 g/cm³. W innych temperaturach wartość nieznacznie się zmienia.

Czy 1 g/cm³ to tyle samo co 1000 kg/m³?

Tak. Aby przeliczyć g/cm³ na kg/m³, wartość mnoży się przez 1000. Zatem 2,7 g/cm³ odpowiada 2700 kg/m³.

Czy gęstość zależy od ilości substancji?

Dla jednorodnej substancji w tych samych warunkach gęstość nie zależy od wielkości próbki. Większa próbka ma większą masę i objętość, ale ich stosunek pozostaje taki sam.

Dlaczego lód pływa po wodzie?

Lód ma gęstość około 917 kg/m³, czyli mniejszą niż ciekła woda. Dlatego siła wyporu może utrzymać go na powierzchni.

Jak obliczyć gęstość nieregularnego przedmiotu?

Należy zważyć przedmiot, a jego objętość wyznaczyć przez zanurzenie w menzurce. Różnica między końcowym i początkowym poziomem cieczy jest objętością przedmiotu. Następnie masę dzieli się przez tę objętość.

Czy stal zawsze ma identyczną gęstość?

Nie. Gęstość zależy od składu stopu. W prostych obliczeniach często przyjmuje się około 7850 kg/m³, ale poszczególne gatunki stali mogą mieć nieco inne wartości.

Czy przedmiot o dużej masie zawsze ma dużą gęstość?

Nie. Masa zależy zarówno od gęstości, jak i objętości. Duży przedmiot wykonany z lekkiego materiału może ważyć więcej niż mały przedmiot z materiału bardzo gęstego.

Gęstość opisuje stosunek masy do objętości i pozwala porównywać materiały niezależnie od wielkości próbki. Podstawowe równanie ρ = m/V można przekształcić do postaci m = ρV oraz V = m/ρ. Najważniejszym warunkiem poprawnego rozwiązania jest użycie zgodnych jednostek oraz zapisanie wyniku w kg/m³, g/cm³ albo innej właściwej jednostce.

Przed oddaniem zadania trzeba sprawdzić wzór, przeliczenia i sens fizyczny wyniku. Przykładowe obliczenia gęstości pokazują, że większość zadań można rozwiązać według jednego schematu: wypisać dane, ujednolicić jednostki, wybrać wzór, wykonać rachunek i porównać rezultat z tabelą.

Warto przeczytać także nasz kolejny materiał, w którym szerzej wyjaśniamy podobny temat: Prędkość, droga i czas – wzory oraz zadania krok po kroku dla uczniów