密度とは｜質量との違いと単位・計算方法をわかりやすく解説

この記事の要点

構造計算で鋼材の自重を計算するとき、「密度×体積」という式を使う。密度は材料固有の値なので、同じ体積でも材料が違えば重さが変わる。質量と密度の違いを混同していると単位換算で詰まる。

この記事では密度の意味・質量との違い・計算方法・代表的な建築材料の密度値を解説する。

体積1m3当たりの質量と考えてください。

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密度を簡単にいうと「物の形の大きさに関係なく、どちらが重いか比較できる値」です。

体積1m³当たりの質量と考えてください。

２つの箱があります。

箱Aは辺の長さが２ｍの大きな箱、箱Bは手のひら程度の小さな箱です。

質量を比較すると箱Aの方が重いです。

では、「箱Aと箱Bの大きさが同じになったとき、どちらの質量が大きい」でしょうか。

密度を使えば、箱Aと箱Bの大きさが違ったとしても、「どちらが本当に重い材料か」分かります。

今回は、密度の簡単な意味、質量との違いについて説明します。

密度、質量の意味や計算式などは下記が参考になります。

密度を簡単に言うと？意味

密度を簡単にいうと

物の形の大きさに関係なく、どちらが重いか比較できる値

です。私たちの身の回りには色々な「大きさ」の物があります。一般的に、大きさの大きい物は「重い」、小さい物は「軽い」ですよね。

図　密度を簡単に言うと

では上図の物Bを、物Aと同じ大きさにした場合、どちらが重いでしょうか？密度を使えば、この疑問に簡単に答えられます。密度は下式で計算します。

密度＝質量÷体積

体積が物の「大きさ」です。質量を体積で割ることで、バラバラだった物の大きさを一律にする効果があります。もっと具体的にいえば「密度＝1m3当たりの質量」です。

密度と質量の計算、意味の詳細は下記が参考になります。

また、密度と似た用語に比重があります。比重の詳細は下記が参考になります。

密度と質量の違いを下記に示します。

密度　⇒　物の形の大きさに関係なく、どちらが重いか比較できる値。

体積1m³当たりの質量。

質量　⇒　物のもつ量の大きさ

密度が1m³当たりの質量と覚えておけば、質量との違いは理解できますね。

混同しやすい用語

質量

物そのものの量の大きさを表す値で、単位はkgです。

密度が「体積1m3あたりの質量」であるのに対し、質量は物の大きさ（体積）に関係なく、その物に含まれる量そのものを指します。

比重

水の密度（1g/cm3）を基準として、物質の密度を無次元数で表した値です。

密度は単位（kg/m3など）をもつのに対し、比重は単位をもたない無次元量である点が異なります。

単位体積重量

体積1m3あたりの重量（kN/m3）を表す値で、「密度×重力加速度」で求められます。

密度が質量基準であるのに対し、単位体積重量は重力を考慮した重量基準の値です。

密度を簡単に言うとを整理した表を示します。