线密度、面密度、体密度的公式各是什么?

如题所述

我试着用自己的语言给你回答下,如果能理解,请采纳。

假设这个均匀物体为长方体(用长方体是为了简化性地思考这个问题,比较直观)

设长方体的长宽高分别为L、D、H,L=5,D=4,H=3,假设物体质量为M。

    线密度:单位距离上的质量,也可描述为“忽略体积后的线段在单位长度上的质量”,也就是你要把这个物体看成一段线段,上图中有三个方向可以把这个长方体看做线段,分别为长度为5的方向,长度为4的方向,长度为3的方向,理论上这三个方向上都存在线密度,不过现实中一般是计算一根很长的金属的线密度,那默认的就是长的那个方向的线密度。这里按照长度为5这个方向给出计算公式:

线密度=质量÷长度=M÷L。

    面密度:单位面积上的质量,同样地,也可以描述为“忽略体积后的区域在单位面积上的质量”。这时候,你要把这个物体看成一块区域。上图中,你垂直从上往下看,这个长方体就是一块4×3的长方形。一样地,理论上也是在俯视、前视、侧视三个方向上都存在面密度,现实中一般是计算一块很大的金属板的面密度,那默认的就是面积很大的那个方向的面密度。这里按照垂直从上往下看这个方向给出计算公式:

面密度=质量÷面积=M÷(L×D),可以看出:

线密度=面密度×D。

    体密度:单位体积上的质量,这时就不是忽略体积了,就是单位体积上的质量。

计算公式:体密度=质量÷体积=M÷(L×D×H)。

这时候,可以看出不管从哪个方向看,计算结果都相同,但为了推出体密度与面密度、线密  度的关系,我们还是按照垂直从上往下看,可以看出:

面密度=体密度×H;

线密度=面密度×D=体密度×H×D。

可以看出,线密度很粗糙地描述一个物体的质量分布,面密度相对精细地描述一个物体的质量分布,体密度最精细地描述一个物体的质量分布。

需要说明的是,这个结论可以推广到非长方体,但还要提醒计算线密度、面密度时的方向。

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