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密度が大きい・小さいとはどういう意味?質量・体積・重さとの関係と建築材料の比較

この記事の要点

密度が大きいとは、同じ体積でより多くの質量が詰まっていることを意味します。密度ρ = 質量m ÷ 体積Vで定義されます。

鉄(約7.85g/cm³)・コンクリート(約2.3g/cm³)・木材(約0.5g/cm³)など建築材料の密度比較と、密度が大きいほど重くなる理由を解説します。

密度とは単位体積あたりの質量です。

この記事では、密度が大きいとどうなるのか、密度が小さいとはどういう意味か、質量との関係を整理します。

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密度が大きい物は重く、密度が小さい物は軽くなります(物の体積は同一とする)。

密度とは単位体積あたりの質量です。

また、質量は密度×体積で算定できるので、体積が同じであれば、密度が大きい方が重く、小さい方が軽くなるのです。

今回は、密度が大きい、小さいの意味、大きいとどうなるか、質量は重いのか説明します。

密度の詳細は下記が参考になります。

重量と密度の関係は?単位体積重量・比重・質量との違いと建築材料での計算

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密度が大きい、小さいとは?

密度が大きい物は重く、密度が小さい物は軽くなります(物の体積は同一とする)。密度とは単位体積当たりの質量です。


下図をみてください。

同じ大きさの箱を2つ用意します。

1つの箱には小銭をぎっしり詰めて、もう一方の箱は空にします。

どちらの箱が大きいかといえば、当然、密度の大きい小銭をぎっしりつめた箱です。

箱の外形は同じなので両者の箱の体積は等しいですが、中身が詰まっているかいないかで質量は大きく変わります。

密度が大きい、小さいの違い

つまり、密度が大きい状態とは同じ体積内により多くの質量が詰まっている、逆に、密度が小さい状態は中身スカスカで質量が詰まっていないのです。


さて、質量、体積、密度は互いに関係しており、質量=体積×密度で算定します。同じ体積であれば密度が大きい物は重く、密度が小さいものは軽くなるのです。密度の意味、質量との関係など下記も勉強しましょう。

重量と密度の関係は?単位体積重量・比重・質量との違いと建築材料での計算

密度が大きいとどうなる、質量は重い?

密度が大きいと、同じ体積内により多くの質量が含まれているので、質量は重いと感じます。逆に、密度が小さければ軽いと感じるでしょう。

密度が大きいとどうなる?体積・質量との関係・建築材料の密度比較

混同しやすい用語

質量と重量

質量(kg)は物の量そのもので場所によらず一定ですが、重量(N)は「質量×重力加速度」で求める力の値です。

密度が大きい物は同体積での質量が大きく、それに伴い重量も大きくなりますが、質量と重量は別の概念です。

比重

水の密度(1g/cm3)を基準とした無次元の比率です。

密度が大きい物は比重も大きく(水より沈みやすい)、小さい物は比重も小さい(水に浮きやすい)という関係があります。

重量と密度の関係

密度が大きい=重い、ではなく「同じ体積であれば密度が大きい方が重い」という条件付きの関係です。

体積が異なれば、密度が小さくても体積が大きければ重量は大きくなるため注意が必要です。

密度が大きい・小さいの違いを整理した表を示します。

項目密度が大きい密度が小さい
体積が同じ場合の質量重い(質量が大きい)軽い(質量が小さい)
物質の例鉄・コンクリート木材・発泡スチロール
水との比較水より密度が大きければ沈む水より密度が小さければ浮く

まとめ

今回は、密度が大きい、小さいの意味について説明しました。

密度が大きい物は重く、密度が小さい物は軽くなります(物の体積は同一とする)。

密度とは単位体積あたりの質量です。

また、質量は密度×体積で算定できるので、体積が同じであれば、密度が大きい方が重く、小さい方が軽くなるのです。

密度の詳細は下記が参考になります。

nmからmの変換は?1nmは何m、1mは何nm、nmからmm、1ナノメートルは何センチメートル?

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理解度チェック

Q.

密度が大きい・小さいとはどういう意味ですか?

答えを見る

密度が大きいとは、同じ体積でより多くの質量が詰まっていることを意味し、密度が小さいとはその逆です。密度ρは質量m÷体積V(ρ=m/V)で定義されます。体積が同じなら、密度が大きい物ほど重くなります。

Q.

建築材料の密度比較は?

答えを見る

鉄は約7.85g/cm3、コンクリートは約2.3g/cm3、木材は約0.5g/cm3です。質量は密度×体積で算定でき、体積が同じであれば密度が大きい鉄ほど重く、密度が小さい木材ほど軽くなります。

ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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