Waarom drijft een houten blokje in water, terwijl een ijzeren spijker zinkt? Het antwoord zit in de dichtheid: hoeveel massa er in een bepaald volume past. Ken je de formule en de tabel met dichtheden, dan is elke som hierover rechttoe rechtaan.
De formule
ρ (spreek uit: "rho") is de dichtheid, m de massa in kilogram en V het volume in kubieke meter. Op school reken je vaker met g/cm³ — dan gebruik je de massa in gram en het volume in kubieke centimeter.
Dichtheid van bekende stoffen
Water: 1,0 · IJs: 0,92 · Hout (eiken): 0,7-0,9 · Aluminium: 2,7 · IJzer: 7,9 · Lood: 11,3 · Goud: 19,3
Een stof met een lagere dichtheid dan water (zoals ijs of hout) drijft. Een stof met een hogere dichtheid dan water (zoals ijzer of lood) zinkt.
Voorbeeld 1: dichtheid berekenen
Een blokje metaal heeft een massa van 270 g en een volume van 100 cm³. Wat is de dichtheid? ρ = 270 ÷ 100 = 2,7 g/cm³ — dat komt overeen met aluminium.
Voorbeeld 2: de massa berekenen
Een stuk ijzer heeft een volume van 50 cm³. Hoeveel weegt het? m = ρ × V = 7,9 × 50 = 395 gram.
Voorbeeld 3: het volume berekenen
Een gouden sieraad weegt 38,6 gram. Wat is het volume? V = m ÷ ρ = 38,6 ÷ 19,3 = 2 cm³.
Drijven of zinken?
Vergelijk de dichtheid van het voorwerp met die van de vloeistof eromheen. Is de dichtheid van het voorwerp lager, dan drijft het; is die hoger, dan zinkt het. Zijn de dichtheden gelijk, dan zweeft het voorwerp.
Veelgemaakte fouten
- Massa en gewicht door elkaar halen — dichtheid gebruikt massa (in kg of g), niet gewicht (in newton).
- Eenheden van massa en volume niet bij elkaar laten passen (bijvoorbeeld kg met cm³ combineren zonder om te rekenen).
- De formule verkeerd omdraaien bij het berekenen van massa of volume in plaats van dichtheid.
Hoe bijles natuurkunde hierbij kan helpen
Dichtheidssommen vragen vooral vertrouwdheid met de formule in al zijn drie vormen. Bij bijles natuurkunde aan huis oefenen we met opgaven in verschillende eenheden, tot omrekenen en de formule toepassen geen aparte denkstap meer kost.