Peso specifico - Definizione ed esempi

In questo appunto viene approfondito il peso specifico e la densità anche attraverso degli esempi pratici; per comprendere meglio tale argomento viene prima proposto un ripasso sul concetto di massa.

La massa

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Ricordiamo che nell’uso quotidiano in genere si parla di peso come la quantità correlata alla quantità di materia, in fisica però la massa e il peso sono concetti ben distinti.

La massa corrisponde alla quantità di materia e quindi non dipende dalla posizione dell’oggetto, ad esempio la massa di una palla da bowling è la stessa indipendentemente dal fatto che si trovi sulla terra o sulla luna.

Il peso invece è correlato alla forza che risente la massa causata dal fatto che tra la massa e il pianeta in cui si trova l'oggetto agisce una forza ovvero la forza di attrazione gravitazionale.
Il peso dipende quindi dal pianeta in cui si trova l’oggetto e dalla distanza dell’oggetto dal centro del pianeta.

Generalmente la massa viene misurata utilizzando uno strumento che prende il nome di bilancia, le bilance moderne sono quasi completamente elettroniche, mentre le bilance che venivano utilizzate anni fa erano le bilance a bracci.
Una bilancia a bracci funziona confrontando il peso dell’oggetto con un peso noto, nel momento in cui i pesi sui due baci sono uguali allora i bracci rimangono in equilibrio e ciò significa che le masse nei due piatti sono uguali.
Il funzionamento della bilancia a bracci è sfrutta il principio delle leve.

Se si pensa al funzionamento della bilancia a bracci si può notare come la misurazione del peso di un oggetto richieda il confronto con un altro oggetto di peso noto, in effetti la misurazione del peso viene sempre effettuata attraverso un confronto con un peso noto.
È quindi necessario stabilire il peso di un campione che è possibile considerare come standard e riferimento per la misura del peso dell’oggetto, come riferimento è stato preso un campione di platino-iridio a cui è stato attribuito il peso di 1kg. Tale campione è conservato nell’Ufficio Internazionale Pesi e Misure di Sèvres.

L’Unità di misura della massa è quindi il Kg (chilogrammo), come ogni unità di misura sono presenti diversi multipli e sottomultipli.
Ad esempio una grandezza che si può trovare spesso è il grammo, il grammo è la millesima parte di un chilo, in altre parole 1000g=1kg

Altri esempi di sottomultipli sono l’ettogrammo (hg), il decagrammo (dag), per questi sottomultipli del chilogrammo valgono le seguenti relazioni:
1 hg = 100 g = 0,1 kg
1 dag = 10 g = 0,01kg

Il sistema internazionale prevede che la massa venga espressa in kg perciò se in un problema viene fornita una massa, è sempre necessario controllare che le unità di misura siano compatibili e se si decide di utilizzare le misure espresse nel sistema internazionale è eventualmente necessario convertire la massa in kg.

Per ulteriori approfondimenti sulla massa e sulla differenza tra il concetto di massa e di peso vedi anche qua

Il peso specifico

Possiamo misurare che 1 dm³ di acqua distillata a 4 gradi centigradi pesa 1 kg; se invece pesiamo 1 dm³ di una sostanza che non sia acqua, notiamo che il suo peso non è più di 1 kg. Ad esempio:
1 dm³ di ferro → pesa 7,8 kg
1 dm³ di piombo → pesa 11,35 kg
1 dm³ di alcool → pesa 0,8 kg

Possiamo quindi affermare che il peso di un corpo non dipende soltanto dal suo volume, ma anche dal tipo di sostanza di cui è formato. Sostanze diverse, con lo stesso volume, hanno pesi diversi.
Quindi ogni sostanza, a parità di volume, ha un suo peso caratteristico che prende il nome di peso specifico (Ps). Possiamo dire che:

il peso specifico di una sostanza è il peso per unità di volume della sostanza stessa, cioè:
Ps = P : V.

Quando diciamo, infatti, che il peso specifico del vetro è 2,5 intendiamo dire che:
1 cm³ di vetro → pesa 2,5 g
oppure: 1 dm³ di vetro → pesa 2,5 kg
o anche: 1 m³ di vetro → pesa 2,5 t = 2,5 Mg (2 500 kg)

Come abbiamo già visto per quanto riguarda ferro, piombo, alcool, esiste una corrispondenza tra unità di misura dei volumi e quelle dei pesi. Ricordando anche che la capacità può in qualche modo essere considerata un volume, possiamo ora codificare in una tabella le equivalenze tra volumi, pesi e capacità.

Il peso specifico in genere è chiamato anche densità.
A seconda delle unità di misura con cui vengono espresse la massa e il volume, è possibile trovare la densità espressa con unità di misura differenti, alcuni esempi sono:

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È sempre necessario controllare le unità di misura dei dati che si hanno a disposizione ed è sempre necessario verificare la compatibilità tra le unità di misura, se ad esempio di adotta il sistema interazionale è necessario esprimere la densità in

Per ulteriori approfondimenti sulla densità vedi anche qua