01 Materia ed Energia - Volume, peso, densità

Massa e peso. Il peso e la massa sono due grandezze concettualmente differenti anche se c'è la tendenza ad identificarle. 

Come detto, la massa è una misura della quantità di materia. La massa di un corpo è sempre la stessa in qualsiasi punto dello spazio essa si trovi.

Il peso è, per definizione, una forza (cioè il prodotto di una massa per un'accelerazione, che nel caso del peso è l'accelerazione di gravità) e dà una misura dell'attrazione terrestre sui corpi. Se indichiamo con P il peso, con M la massa e con G l'accelerazione di gravità, si ha: P = MG

A rigore, poichè G non ha dovunque lo stesso valore, non possiamo dire (come nel caso della massa) che il peso di un oggetto è indipendente dalla sua posizione. In pratica, comunque, G è quasi costante sulla Terra e, quindi, possiamo ritenere anche il peso di un corpo quasi costante sul nostro pianeta. Consideriamo, però, il caso di un'astronauta che si trovi sulla Luna. Dal momento che sul nostro satellite l'accelerazione di gravità è 6,05 volte superiore a quella della Terra, l'astronauta avrà un peso 6,05 volte più basso di quello che ha sulla Terra, per cui si sentirà leggerissimo e potrà fare dei balzi lunghissimi. La sua massa, però, sarà sempre la stessa.

Le misure di peso di eseguono con la bilancia. in pratica, sulla bilancia si confronta il peso di un corpo, posto su di un piatto, con altri pesi noti, posti sull'altro piatto. 

Poichè in uno stesso luogo G è la stessa, il confronto tra pesi, determinato con l'uso della bilancia, è anche il confronto tra le masse e, quindi, il numero che esprime il peso di un oggetto esprime anche la massa dello stesso.

Densità. Se due corpi si mostrano, a parità di volume, l'uno più pesante dell'altro, si dice che il primo ha una densità maggiore dell'altro. Per esempio, tra l'acqua e l'olio, la prima è più densa del secondo, perchè, se prendiamo lo stesso volume di entrambi, troviamo che la massa dell'acqua è maggiore di quella dell'olio. Ed è per la sua minore densità che l'olio si stratifica sull'acqua. La densità di un corpo è la massa contenuta nell'unità di volume. Essa è data dal rapporto tra la massa del corpo ed il volume da questo occupato: d = m/v

Nel SI la densità viene espressa, ovviamente, in kg/m³ ma, nella pratica, le unità più adoperate sono: G/mL per i solidi ed i liquidi; G/L per i gas.

E' bene ricordare che, poichè, al variare della temperatura, varia il volume di un corpo, varia anche la sua densità.