Física
Densidade
Mesmo tamanho, peso diferente — a densidade mede quanta massa cabe em cada centímetro cúbico.
Um bloco de madeira e uma pedra de aproximadamente o mesmo tamanho parecem muito diferentes quando você os levanta. Ambos são "um único pedaço", então por que a diferença? Porque eles empacotam diferentes quantidades de massa em cada centímetro cúbico. Esse aperto é chamado de densidade.
Densidade = massa ÷ volume
A densidade responde à pergunta: quanta massa está em cada unidade de volume.
Aqui m é a massa, V o volume e ρ (a letra grega rho) é a densidade. A unidade comum é gramas por centímetro cúbico (g/cm³): gramas empacotados em cada 1 cm³.
Experimente: a densidade de uma pedra
Uma pedra tem massa de 500 g; ao mergulhá-la em uma proveta, ela desloca 250 cm³ de água. Densidade = g/cm³. Cada centímetro cúbico dessa pedra pesa 2 gramas — duas vezes mais pesado que o mesmo volume de água.
Volume igual, comparação justa
"Pedra é mais pesada que madeira" é uma afirmação imprecisa: um seixo pesa menos que uma viga de madeira. A densidade reformula a pergunta de forma justa — qual pesa mais no mesmo volume. 1 cm³ de água pesa 1 g, 1 cm³ de pedra cerca de 2 g, 1 cm³ de madeira apenas cerca de 0,5 g. Com o volume fixo, a densidade decide. Um balão flutua para o céu enquanto um prego de ferro cai — mesma história, volumes iguais.
A água é uma régua embutida
Água pura a 4 °C tem densidade exatamente 1 g/cm³, o que a torna um padrão perfeito:
- Materiais mais densos que 1 afundam na água: pedras, ferro, a maioria dos metais;
- Materiais menos densos que 1 flutuam: madeira, gelo (cerca de 0,9), óleo de cozinha (cerca de 0,9).
O mel tem cerca de 1,4 — mais espesso e pesado que a água; a gasolina cerca de 0,7 — mais leve que a água, por isso uma mancha de óleo sempre fica por cima.
Experimente: o bloco flutua?
Um bloco de madeira tem massa de 60 g e volume de 100 cm³. Densidade = g/cm³ — menos que 1 da água, então flutua. Navios de aço permanecem flutuando pelo mesmo truque: seus cascos são principalmente ar, então a densidade média do navio é menor que a da água.
Convertendo unidades sem pânico
A densidade vem em dois sistemas de unidades, g/cm³ e kg/m³, ligados por 1 g/cm³ = 1000 kg/m³. Nada misterioso: 1 m³ = 100 × 100 × 100 = 1000000 cm³, e se cada centímetro cúbico contém 1 g, um metro cúbico contém 1000000 g — exatamente 1000 kg.
Portanto, a densidade da água é 1000 kg/m³ — uma tonelada por metro cúbico. Memorize uma vez, use nos dois sistemas. Tente outra: o ferro tem cerca de 7,9 g/cm³, que corresponde a 7900 kg/m³ — o atalho é deslocar a vírgula decimal três casas para a direita.
A densidade é a impressão digital de um material
A densidade depende do material, quase não do tamanho: uma pequena pepita de ouro e uma barra de ouro têm a mesma densidade (cerca de 19,3 g/cm³). Meça a densidade e muitas vezes você pode identificar a substância — a maneira clássica de distinguir ouro sólido de ouro folheado.
A densidade é o cartão de identidade do mundo material. É uma prima próxima de Pressão — a pressão líquida é calculada a partir da profundidade e da densidade. Para revisar unidades de massa e volume, reveja Unidades Métricas e Conversão; para saber como medir volume, veja Volume.
Verifique-se
Questionário rápido
1. Um objeto tem massa de 500 g e volume de 250 cm³. Qual é a sua densidade?
2. Um bloco de madeira com densidade de 0,6 g/cm³ é colocado na água. Ele…
3. 1 g/cm³ equivale a quantos kg/m³?