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.
m
d
V
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
m
d
V
• 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
P
Ps
V
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:
Ps d g
dove g indica l’accelerazione di gravità, che
sulla Terra vale mediamente 9.81 m/s2.
