Física
Densidad
Mismo tamaño, distinto peso: la densidad mide cuánta masa se comprime en cada centímetro cúbico.
Un bloque de madera y una roca de casi el mismo tamaño se sienten muy diferentes cuando los levantas. Ambos son "un bulto grande", entonces ¿por qué la diferencia? Porque empaquetan cantidades distintas de masa en cada centímetro cúbico. Esa concentración se llama densidad.
Densidad = masa ÷ volumen
La densidad responde la pregunta: cuánta masa hay en cada unidad de volumen.
Aquí m es la masa, V el volumen, y ρ (la letra griega rho) la densidad. La unidad común es gramos por centímetro cúbico (g/cm³): gramos empaquetados en cada 1 cm³.
Inténtalo: la densidad de una roca
Una roca tiene una masa de 500 g; al sumergirla en una probeta desplaza 250 cm³ de agua. Densidad = g/cm³. Cada centímetro cúbico de esta roca pesa 2 gramos, el doble de lo que pesa el mismo volumen de agua.
Igual volumen, comparación justa
"La roca es más pesada que la madera" es una forma imprecisa de hablar: una piedrita pesa menos que una viga de madera. La densidad reformula la pregunta de manera justa: qué pesa más en el mismo volumen. 1 cm³ de agua pesa 1 g, 1 cm³ de roca alrededor de 2 g, 1 cm³ de madera solo alrededor de 0.5 g. Con el volumen fijo, la densidad decide. Un globo sube mientras un clavo de hierro cae: la misma historia, volúmenes iguales.
El agua es una regla incorporada
El agua pura a 4 °C tiene una densidad de exactamente 1 g/cm³, lo que la convierte en una referencia perfecta:
- Los materiales más densos que 1 se hunden en el agua: rocas, hierro, la mayoría de los metales;
- Los materiales menos densos que 1 flotan: madera, hielo (alrededor de 0.9), aceite de cocina (alrededor de 0.9).
La miel ronda 1.4: más espesa y pesada que el agua; la gasolina alrededor de 0.7: más ligera que el agua, por eso una mancha de aceite siempre queda arriba.
Inténtalo: ¿flota el bloque?
Un bloque de madera tiene una masa de 60 g y un volumen de 100 cm³. Densidad = g/cm³, menor que el 1 del agua, así que flota. Los barcos de acero se mantienen a flote con el mismo truco: sus cascos son en su mayoría aire, por lo que la densidad promedio del barco es menor que la del agua.
Convertir unidades sin pánico
La densidad aparece en dos sistemas de unidades, g/cm³ y kg/m³, unidos por 1 g/cm³ = 1000 kg/m³. No hay nada misterioso: 1 m³ = 100 × 100 × 100 = 1000000 cm³, y si cada centímetro cúbico contiene 1 g, un metro cúbico contiene 1000000 g, exactamente 1000 kg.
Por lo tanto, la densidad del agua es 1000 kg/m³: una tonelada por metro cúbico. Memorízalo una vez y úsalo en ambos sistemas. Prueba otro: el hierro es de alrededor de 7.9 g/cm³, lo que se lee como 7900 kg/m³; el atajo es mover el punto decimal tres lugares a la derecha.
La densidad es la huella de un material
La densidad depende del material, casi no del tamaño: una pepita de oro diminuta y un lingote de oro comparten la misma densidad (alrededor de 19.3 g/cm³). Mide la densidad y a menudo puedes identificar la sustancia: la forma clásica de distinguir oro macizo de algo chapado en oro.
La densidad es la tarjeta de identificación del mundo material. Es prima cercana de la presión: la presión de un líquido se calcula a partir de la profundidad y la densidad. Para repasar unidades de masa y volumen, vuelve a unidades métricas y conversión; para ver cómo medir volumen, consulta volumen.
Compruébalo
Cuestionario rápido
1. Un objeto tiene una masa de 500 g y un volumen de 250 cm³. ¿Cuál es su densidad?
2. Un bloque de madera con densidad 0.6 g/cm³ se coloca en agua. Este…
3. ¿1 g/cm³ equivale a cuántos kg/m³?