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密度密度=質量÷体積・g/cm³・浮く沈む

物質には、同じ体積でも重いものと軽いものがあるんだ。この「物質のつまり具合」を表すのが密度だよ。密度は、その物質1cm³(1立方センチメートル)あたりの質量のことで、密度 = 質量 ÷ 体積で求められるんだ。

同じ体積でも、つまり具合でかわる重さ 密度が小さい(軽い) 密度が大きい(重い) 密度 = 質量 ÷ 体積
同じ大きさ(体積)の箱でも、粒がぎっしりつまっている右のほうが重いんだ。これが密度が大きいということだよ。

① 密度の式と単位

密度(g/cm³)= 質量(g)÷ 体積(cm³)
例:質量 60g、体積 20cm³ のとき … 密度 = 60 ÷ 20 = 3 g/cm³

単位は g/cm³(グラム毎立方センチメートル)を使うよ。液体や気体では g/mLg/L を使うこともあるんだ。

② 式の変形(質量・体積の求め方)

密度の式を変形すると、質量や体積も求められるんだよ。

質量を求める … 質量 = 密度 × 体積 (例:3 × 20 = 60g)
体積を求める … 体積 = 質量 ÷ 密度 (例:60 ÷ 3 = 20cm³)

「密度・質量・体積のうち2つが分かれば、残り1つは必ず計算できる」と覚えておこう。

③ 密度は物質ごとに決まっている

密度は物質ごとに決まった値をもっていて、量(大きさ)が変わっても密度は変わらないんだ。だから密度を調べると、その物質が何なのかを見分ける手がかりになるんだよ。

主な物質の密度(g/cm³)
物質密度(g/cm³)水に入れると
約 0.5浮く
エタノール0.79浮く(液体)
0.92浮く
1.0基準
アルミニウム2.7沈む
7.9沈む
9.0沈む
10.5沈む
19.3沈む

④ 水に浮く・沈むの見分け方

物体を水に入れたとき、物体の密度が水(1.0 g/cm³)より大きいと沈んで小さいと浮くんだ。これは物体と液体の密度を比べると分かるよ。

水に浮くもの・沈むもの 水面 水 1.0 g/cm³ 0.5 → 浮く 0.92 → 浮く 7.9 → 沈む 水より密度が小さいと浮く・大きいと沈む
密度が水(1.0)より小さい木や氷は浮き大きい鉄は沈むんだ。氷が水に浮くのも、密度が水より小さいからなんだよ。
鉄(7.9)> 水(1.0)… 沈む
木(0.5)< 水(1.0)… 浮く
氷(0.92)< 水(1.0)… 浮く(氷が水に浮くのはこのため)

水よりも密度の大きい液体(例:水銀 13.6)に入れると、鉄でさえ浮いてしまうんだ。逆に密度の小さい液体(油など)では、より多くのものが沈むよ。どちらの密度が大きいかで浮き沈みが決まる、と覚えておこう。

⑤ 密度の測り方

質量は電子てんびん(上皿てんびん)で量るよ。体積は、規則的な形なら計算で、不規則な形ならメスシリンダーに入れたときの水位の上がった分(増えた体積)で求めるんだ。求めた質量と体積を「質量÷体積」に入れれば、密度が出てくるよ。