Densità, peso e peso specifico Prof Valerio CURCIO

A che serve la densità In fisica alcune grandezze servono a descrivere le caratteristiche dei corpi esaminati. Chi ha massa maggiore, 1 m3 di paglia o 1 m3 di piombo? Le due dimensioni volumiche sono identiche, ma le masse? Per esperienza diremo che ha massa maggiore 1 m3 di piombo. Ma su cosa si fonda questa nostra certezza?

A che serve la densità Rispondiamo alla domanda capovolgendo il problema. Chi occupa il volume maggiore tra 1 kg di piombo e 1 kg di paglia? E qui si capisce che il volume della paglia deve essere maggiore del volume del piombo, e non di poco. Rispondiamo per esperienza solo perché abbiamo comunque una seppur vaga idea dei due corpi.

A che serve la densità E se i due corpi da confrontare fossero meno noti della paglia e del piombo? Immaginiamo di porci la stessa domanda considerando due liquidi come ad esempio la benzina e il diesel. Qui l’esperienza aiuterebbe solo i più esperti, ma per rispondere alla domanda dobbiamo introdurre il concetto di densità.

Definizione di densità La densità di un corpo d (o massa volumica) indica la massa per unità di volume, ossia il rapporto tra massa e volume. La densità è una grandezza derivata e nel SI si misura in kg/m3 (nel sistema cgs si misura in g/cm3).

Proprietà della densità La densità è considerata a tutti gli effetti la “carta di identità” del corpo in esame. Ogni corpo ha una propria densità che lo distingue e, tramite essa, si può risalire alla sua composizione chimico-fisica.

Analisi della formula A parità di massa, minore è il volume maggiore risulta la densità (e viceversa). Densità e volume sono inversamente proporzionali. A parità di volume, maggiore è la densità maggiore risulta anche la massa (e viceversa). Massa e densità sono direttamente proporzionali.

Esempi Tornando al piombo e alla paglia, a parità di massa ha volume maggiore la paglia, che ha quindi densità minore. A parità di volume, avendo la paglia densità minore, come detto sopra, allora avrà anche massa minore.

Massa e peso Spesso si ha la tendenza di confondere la massa col peso, considerandoli sostanzialmente sinonimi. Nella realtà fisica le due grandezze hanno stretti legami di parentela, ma indicano due cose ben distinte. Intanto la massa è una grandezza fondamentale mentre il peso no.

Differenze La massa è la quantità di materia che occupa un dato volume. La massa è una caratteristica intrinseca di ogni corpo; ogni corpo è dotato di massa. Il peso è la forza con cui la Terra attira a se un corpo dotato di massa. In assenza di gravità un corpo non possiede peso, ma ha pur sempre una massa non nulla. La massa è una grandezza scalare che si misura in kg. Il peso è una forza, quindi una grandezza vettoriale che si misura in N (Newton).

Peso specifico Il peso specifico di un corpo è simile alla densità, ma può essere definito solo all’interno di un campo gravitazionale abbastanza uniforme, come ad esempio sulla Terra. Infatti, in assenza di gravità non esiste peso, quindi non può essere definito alcun peso specifico.

La formula del peso specifico Il peso specifico Ps (o peso volumico) di un corpo è definito come il peso per unità di volume, ossia il rapporto tra il peso e il volume. In formula abbiamo Dove con P e V indichiamo rispettivamente il peso e il volume del corpo.

Peso specifico Nel SI il peso specifico si misura in N/m3 (nel sistema cgs l’unità di misura è dine/m3). In un campo gravitazionale la densità è legata al peso specifico secondo la seguente formula: dove g indica l’accelerazione di gravità, che sulla Terra vale mediamente 9.81 m/s2.