Concetti Chiave
- La massa è una proprietà fondamentale della materia, che misura l'inerzia di un corpo, ovvero la sua resistenza al cambiamento di stato di quiete o moto.
- Nel Sistema Internazionale, la massa si misura in kilogrammi (kg) e la forza peso, legata alla gravità, in Newton.
- Il volume rappresenta lo spazio occupato da un corpo, misurato in metri cubi (m³), con una corrispondenza per i liquidi in litri (L).
- La densità assoluta, o massa volumica, è il rapporto tra massa e volume di un corpo, utile nello studio dei materiali.
- La densità relativa è il rapporto tra la massa volumica di un corpo e quella di riferimento, solitamente acqua distillata a 4°C, ma spesso equivale direttamente alla densità assoluta.
La materia e le sue grandezze
Per caratterizzare e studiare la materia é indispensabile fare riferimento ad alcune grandezze.
• Massa. La massa é una proprietà fondamentale della materia e misura l'inerzia di un corpo, definita come la resistenza che un corpo oppone alla variazione del suo stato di quiete o di moto.
Ossia, se un corpo é fermo, per metterlo in moto occorre applicare una forza, e lo stesso accade se, una volta che il corpo é in moto, si vuole modificarne la traiettoria o cambiarne la velocità (frenarlo o accelerarlo). Per comprenderlo basta pensare a come si va in bicicletta. E' intuitivo che maggiore é la massa del corpo, maggiore sarà la forza necessaria per imprimergli un'accelerazione o per frenarlo.
L'unità di misura della massa nel Sistema Internazionale è il kilogrammo (kg). Lo strumento di misura della massa è la bilancia, che sfrutta la proprietà dei corpi di essere soggetti all'attrazione gravitazionale della Terra, che si esprime attraverso una forza chiamata peso (la cui unità di misura, essendo una forza, è il Newton).
Sappiamo infatti che un corpo sulla Terra è soggetto alla forza di gravità e quindi attirato verso il centro della Terra da una forza proporzionale alla sua massa, appunto la forza peso. La massa e il peso sono concettualmente molto diverse: mentre la massa di un corpo non varia, se un corpo si sottrae all'attrazione terrestre il suo peso cambia.
• Volume. Il volume è lo spazio occupato da un corpo; la sua unità di misura è il metro cubo, con relativi multipli e sottomultipli. Per i liquidi è possibile stabilire una corrispondenza tra il volume espresso in m3 e la corrispondente capacità, ossia la misura in litri (L). La capacità è il volume di liquido che un recipiente puo' contenere. Il litro non è una grandezza del Sistema Internazione ma è accettato a livello internazione e corrisponde a 1 dm3.
Poiché 1 g di acqua a 4°C occupa il volume di 1 cm3 e il litro è definito come il volume occupato da 1 kg di acqua, per l'acqya si ha in particolare:
1 L = 1 kg = 1 dm3
• Densità assoluta. Intesa come rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume, è stata sostituita nel Sistema Internazionale (SI) dal termine massa volumica. Questa definizione è particolarmente utile nello studio della scienza dei materiali perché permette di distinguere anche la massa superficiale e la massa lineare, grandezze usate per distribuzioni di massa prevalentemente su una superficie o lungo una linea (importanti quando si studia un materiale con cui costruire una lamina o un filo). La densità relativa, o semplicemente densità, é il rapporto adimensionale tra la massa volumica del corpo considerato e la massa volumica di un corpo di riferimento, generalmente acqua distillata a 4°C; quest'ultima pero' é uguale a 1 per cui in realtà il valore della massa volumica e della densità coincidono, quindi per gli scopi del testo si ritiene opportuno mantenere l'accezione di densità come densità assoluta, per il carattere fortemente evocativo del termine.
Domande da interrogazione
- Qual è la definizione di massa e come si misura?
- Come si differenziano massa e peso?
- Qual è l'unità di misura del volume e come si relaziona con la capacità?
- Cosa si intende per densità assoluta e come si calcola?
- Perché la densità relativa è spesso considerata uguale alla densità assoluta?
La massa è una proprietà fondamentale della materia che misura l'inerzia di un corpo, ossia la resistenza al cambiamento del suo stato di quiete o moto. Si misura in kilogrammi (kg) utilizzando una bilancia.
La massa è una proprietà intrinseca di un corpo che non varia, mentre il peso è la forza con cui un corpo è attratto verso il centro della Terra, variabile a seconda della gravità.
L'unità di misura del volume è il metro cubo (m3), e per i liquidi si può esprimere in litri (L), dove 1 L corrisponde a 1 dm3.
La densità assoluta è il rapporto tra la massa di un corpo e il suo volume, ed è stata sostituita nel Sistema Internazionale dal termine massa volumica.
La densità relativa è il rapporto tra la massa volumica di un corpo e quella di un corpo di riferimento, solitamente acqua distillata a 4°C, che è uguale a 1, rendendo i valori di massa volumica e densità coincidenti.
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