密度が小さい・大きいとは？意味の違いと水に浮く理由を解説

この記事の要点

密度が小さいとは、簡単にいうと「物の中身が詰まっていない」ことです。

逆に、密度が大きいは「物の中身が詰まっている」ことを意味します。

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密度が小さいとは、簡単にいうと「物の中身が詰まっていない」ことです。

逆に、密度が大きいは「物の中身が詰まっている」ことを意味します。

空（から）の缶と、水の入った缶を比較すると、見た目の大きさは同じでも「当然、水の入った缶」の方が重いですよね。

密度は「質量÷体積」で計算します。

つまり、体積が同じ値でも「質量の大きな物」の方が密度も大きくなります。

今回は「密度が小さい」の意味、密度が大きいとの違い、なぜ水の上に浮くのか説明します。密度が大きい、水に浮く物質は下記も参考になります。

密度が小さいとは？密度が大きいとは？なぜ水の上に浮く？

密度が小さいとは、簡単に言うと「物の中身が詰まっていない」ことです。下図をみてください。２つの箱があります。見た目の大きさ（体積）は全く同じです。

密度が小さい

ところが、実は２つの箱の中身は全く違います。箱Aの中には沢山の物が詰まっています。箱を含めた質量は100kg、箱Bの中身はほとんど空（カラ）で、箱を含めた質量は1kgでした。

密度が小さい理由は箱の中身

密度は「質量÷体積」で算定します。よって、体積が同じ場合、質量の大きな物の方が「密度」は大きくなります。

「中身の詰まっている箱A」の方が密度は大きく、「中身の詰まっていない箱B」は密度が小さいのです。密度、体積の詳細は下記が参考になります。

さて、水の密度は約1.0g/cm^3です。コップに水と氷を入れると「水の上に氷」が浮かびます。これは「水の密度＞氷の密度」の関係だからです。

つまり、ある物の密度が水の密度1.0g/cm^3より小さいとき、水の上に物が浮かびます。詳細をご覧ください。

混同しやすい用語

密度が小さいと軽い（質量との関係）

「密度が小さい＝軽い」は体積が同じ場合に成り立つ関係です。

体積が異なれば、密度が小さくても体積が大きければ質量は大きくなります。

密度と質量は直接同一ではありません。

比重

水の密度（1g/cm3）を基準にした無次元の値です。

物質の比重が1より小さければ水より密度が小さく、水に浮きます。

氷の比重は約0.92で1より小さいため水の上に浮くのです。

浮力

水中の物体に上向きに働く力です。

密度が水（1.0g/cm3）より小さい物体は浮力が重力を上回るため浮きますが、浮力そのものは密度ではなく「物体の体積×水の密度×重力加速度」で求めます。

密度が小さいを整理した表を示します。