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Relación entre masa, volumen y densidad

Escrito por michael ryan | Traducido por mike tazenda
Relación entre masa, volumen y densidad

Las bolas de bolos son mucho más densas que la mayoría de los objetos domésticos.

Bowling Ball image by yuri4u80 from Fotolia.com

La masa, el volumen y la densidad son tres de las medidas básicas que podemos tomar de un objeto. Hablando de forma grosera, la masa nos dice qué tan pesado es algo, y el volumen nos dice que tan grande es. La densidad, la tasa entre las dos medidas anteriores, es más sutil. Las nubes son enormes, pero son muy ligeras, y su densidad es por ende pequeña, mientras que las bolas de bolos son exactamente lo contrario.

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Masa

La masa no es totalmente comprendida, de modo que se la define de dos formas distintas: la masa inercial mide la fuerza con la que un objeto se resiste a la aceleración, mientras que la masa gravitacional mide la fuerza con la que un objeto atrae a otras cosas hacia sí. No está claro por qué estos dos distintos tipos de masa son lo mismo, pero los experimentos confirman que es así. Hablando de manera estricta, una balanza mide el peso, pero convertir el peso a masa es un cálculo muy sencillo.

Volumen

El volumen mide el tamaño espacial de un objeto. Aunque la fórmula utilizada para calcular el volumen depende de la forma del objeto y puede ser muy complicada, pensar en su ancho por su altura por su longitud nos da una idea básica. Medir el volumen de un objeto puede ser a veces más sencillo que calcularlo. Colocar un objeto en un recipiente grande con agua y medir el nivel de elevación del agua puede resolver rápidamente el problema, sin importar la forma del objeto.

Densidad

La densidad se calcula dividiendo la masa de un objeto por su volumen. La densidad es menos intuitiva que la masa o el volumen, pero si alguna vez has tomado un objeto y has hallado que era mucho más liviano o pesado de lo que esperabas, es porque la densidad no era la que creías que era. La densidad no se puede medir directamente, y se debe calcular una vez que se han determinado la masa y el volumen. La densidad a veces se usa para describir otras cantidades divididas por su volumen, como la densidad energética.

Función

Como conocer la densidad de un objeto no es mejor que saber su masa y su volumen, la densidad parece parecer irrelevante, pero es conveniente para científicos e ingenieros. En ciertas situaciones, la densidad es constante, mientras que la masa y el volumen cambian. Escribir ecuaciones que describan estas situaciones, utilizando la densidad en lugar de la masa y el volumen hace que los cálculos subsecuentes sean más sencillos. Un ejemplo famoso es el cálculo del momento de inercia de un objeto.

Historia

Uno de los ejemplos más famosos del cálculo de la densidad es la historia de Arquímedes y la corona de oro. El rey pidió a Arquímedes que determine si su corona nueva estaba hecha de oro puro, pero sin dañarla de ningún modo. Arquímedes se dio cuenta que sumergiendo la corona en agua, podía determinar su volumen, y por lo tanto, su densidad. Si la densidad era mucho menor que la del oro puro, entonces la corona sería un fraude.

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