Densitate

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Densitatea unui corp se defineşte ca fiind raportul dintre masa, notată cu litera minusculă $m$ ), şi volumul său, notat cu litera majusculă $V$ ). Densitatea este o aşa-numită mărime fizică derivată. Ea se notează cu litera greacă $\rho \,$ (rho), iar uneori şi cu litera $d$ :

$\rho = \frac{m}{V} = m \times V^{-1}$

În cazul corpurilor cu formă geometrică regulată (paralelipiped, cilindru etc.) se mai poate folosi formula

$\rho = \frac{m}{V} = m \times V^{-1} = m \times (k \times l^{-3})$ ,

unde $k$ este coeficientul volumic al formei geometrice respective, iar $l - 3$ este inversul produsului lungime x lăţime x înălţime a corpului.

Unitatea de măsură a densităţii în SI (Sistemul Internaţional de Măsurări şi Greutaţi) este raportul dintre unitatea de măsură a masei (kilogram) şi unitatea de măsură a volumului (metru la puterea a treia, sau metrul cub), deci este kilogram pe metrul cub, kg/m³.

$<\rho> = <d> = 1 \frac{\ kg}{m^3} = 1\ kg \times m^{-3}$

Dimensional, densitatea se poate scrie sub forma monomului M x L^-3 (dimensiunea masei, M, înmulţită cu puterea a treia negativă a dimensiunii lungimii L, sau altfel exprimat, dimensiunea masei, M, împărţită la puterea a treia a dimensiunii lungimii L):

$[\rho] = [d] = M \times L^{-3} = \frac{M}{L^3}$

Generalizând, orice distribuţie a unei mărimi fizice pe orice mărime spaţială (lungime, suprafaţă sau volum) este o "densitate" a respectivei mărimi fizice pe unitatea de lungime, suprafaţă sau volum. Astfel de mărimi fizice sunt, în esenţă, densităţi sau repartiţii (distribuţii) liniare, superficiale sau volumice ale mărimii fizice despre care se vorbeşte.

Câteva exemple de densităţi (în sensul generalizat) sau distribuţii liniare, superficiale sau volumice sunt:

1. Masa unităţii de lungime. Se foloseşte mai ales în mecanică, în capitolele dedicate deformării corpurilor şi propagării oscilaţiilor în diferite medii. Se mai poate aplica la ţevi, tije, sârme etc., a căror dimensiune dominantă este lungimea.

2. Densitate superficială de sarcină, folosită în electricitate, în capitolele electricitaţii statice.

3. Distribuţia energetică volumică, folosită in mecanica cuantică la studierea efectului tunel.