密度 ρ・質量 m・体積 V の3つのうち、わかっている2つを入力してください。空欄にした残り1つを計算します。単位はそれぞれの欄で選べます(違う単位同士でも自動で換算します)。
このページでできること
- 密度 \(\rho\)・質量 \(m\)・体積 \(V\) の3つのうち2つを入れるだけで、空欄にした残り1つを逆算できます
- 単位はそれぞれの欄で選べます(密度:g/cm³・kg/m³・g/L・kg/L、質量:g・kg・mg・t、体積:cm³・mL・L・m³)。単位がばらばらでも自動で換算して計算します
- 「この金属のかたまりは1cm³あたり何g?」「水5kgは何L?」のような身近な計算にそのまま使えます
- 式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
水の密度は約1 g/cm³です。これより密度が小さいもの(氷 約0.92、多くの木材)は水に浮き、大きいもの(鉄 約7.87、アルミニウム 約2.7)は沈みます。
氷が水に浮くのは、水が凍ると体積が増えて密度が水より小さくなるためです。鉄でできた船が浮くのも、中が空洞で「船全体の平均密度」が水より小さくなっているから——と、身の回りの「浮く・沈む」は密度で説明できます。
金の密度は19.3 g/cm³と、ほかの身近な金属より格段に大きい値です。質量と体積を測って密度を計算し、19.3からかけ離れていれば別の金属が混ざっている疑いがあります。
古代ギリシャのアルキメデスが「王冠が純金かどうか」を、壊さずに体積(あふれた水の量)と質量から見抜いたという逸話は、まさにこのページの計算です。現代でも貴金属やジュエリーの鑑定の基本的な手がかりに使われています。
水の密度はほぼ1 g/mLなので、「水200mL」は約200gです。計量カップがないときにキッチンスケールで代用できるのは、この計算のおかげです。
水以外の液体は密度が1から少しずれるため(油は水より軽く、シロップ類は重い)、正確に量りたいときは、その液体の密度を調べて 質量 = 密度 × 体積 で換算します。
水は1Lで約1kg(1m³で約1t)です。例えば幅60cmの規格水槽(約65L)なら、水だけで約65kg——大人1人分の重さになります。
「置いてから床が心配になる」前に、体積 × 密度で満水時の質量を見積もるのは、水槽・浄化槽・貯水タンクの設置や、災害用の備蓄水の保管場所を決めるときの基本の計算です。
アルミニウム(約2.7 g/cm³)は鉄(約7.87 g/cm³)の3分の1ほどの密度しかありません。同じ体積の部品をアルミニウムに置き換えると、質量も約3分の1になります。
自動車や航空機の設計では、部品の体積 × 材料の密度で機体全体の質量を積み上げて計算し、燃費と強度のバランスを取っています。「軽くて強い材料」を探す出発点が密度です。
式
用語・記号の解説
記号
| \(\rho\) | ロー | 密度を表すギリシャ文字の記号です。単位体積(1cm³や1m³)あたりの質量を表します。(例:アルミニウムは \(\rho = 2.7\) g/cm³) |
| \(m\) | エム | 質量。はかりで量れる「ものの量」です。英語の mass(質量)の頭文字です。 |
| \(V\) | ブイ | 体積。もののかさ(大きさ)です。英語の volume(体積)の頭文字です。 |
| g/cm³ | グラム毎立方センチメートル グラム パー 立方センチメートル | 密度の単位。「1cm³あたり何g か」を表します。中学理科で使う標準の単位です。1 g/cm³ = 1000 kg/m³ = 1 kg/L です。 |
| kg/m³ | キログラム毎立方メートル キログラム パー 立方メートル | 密度の単位。「1m³あたり何kg か」を表します。国際単位系(SI)の単位で、理科年表などの資料でよく使われます。1000 kg/m³ = 1 g/cm³ です。 |
用語
| 密度 | みつど | 単位体積(1cm³や1m³)あたりの質量。ものの「ぎっしり具合」を表し、同じ物質なら大きさや形に関係なく一定です。この性質を使って、密度から物質の種類を見分けることができます。 |
| 質量 | しつりょう | ものそのものの量。上皿てんびんや電子てんびんで量れる量で、単位はg・kgなどです。場所(地球でも月でも)によって変わりません。 |
| 重さ (重量) |
おもさ(じゅうりょう) | ものにはたらく重力の大きさ。月に行くと約6分の1になるように、場所によって変わる点が質量との違いです。日常では「重さ」と「質量」を区別せずに使いますが、理科では別の量として区別します。このページの計算に使うのは質量です。 |
| 体積 | たいせき | もののかさ(大きさ)。直方体なら「縦×横×高さ」、液体ならメスシリンダーなどで量れます。単位はcm³・mL・L・m³などで、1 mL = 1 cm³、1 L = 1000 cm³ です。 |
| 比重 | ひじゅう | その物質の密度が水の密度(約1 g/cm³)の何倍かを表す数。単位はありません。密度をg/cm³で表した数値とほぼ同じ値になるので、「比重19.3の金」のように使われます。比重が1より小さいものは水に浮き、1より大きいものは沈みます。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
| 単位量あたりの大きさ(小学5年) |
|
| 小数の掛け算・割り算(小学5年) |
|
| 体積と単位の換算(小学5年〜中学) |
|
| 密度と物質の性質(中学1年 理科) |
|
Excelで計算する方法
| 質量 m(g) | 540 |
| 体積 V(cm³) | 200 |
| 密度 ρ(g/cm³) | =B1/B2 |
| 密度 ρ(g/cm³) | 1 |
| 体積 V(cm³) | 500 |
| 質量 m(g) | =B1*B2 |
| 質量 m(g) | 193 |
| 密度 ρ(g/cm³) | 19.3 |
| 体積 V(cm³) | =B1/B2 |
「=B1/B2」は「B1をB2で割る」、「=B1*B2」は「B1にB2を掛ける」という意味です。
例えば1つ目の表ならB3に2.7(g/cm³)、2つ目の表なら500(g)、3つ目の表なら10(cm³)と表示されます。B1とB2を自分の数値に書き換えるだけで使えます。単位はg・cm³で揃えて入力してください(kgやLで量った値は、1 kg = 1000 g、1 L = 1000 cm³ でgとcm³に直してから入れます)。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 質量 m(g) | 540 |
| 体積 V(cm³) | 200 |
| 密度 ρ(g/cm³) | =B1/B2 |
| 密度 ρ(g/cm³) | 1 |
| 体積 V(cm³) | 500 |
| 質量 m(g) | =B1*B2 |
| 質量 m(g) | 193 |
| 密度 ρ(g/cm³) | 19.3 |
| 体積 V(cm³) | =B1/B2 |
Pythonで計算する方法
mass = 540.0 # 質量 m(g)
volume = 200.0 # 体積 V(cm³)
density = mass / volume # 密度 ρ = m ÷ V(g/cm³)
print(f"密度: {density} g/cm³")
# 逆算の検算:質量 m = ρ × V、体積 V = m ÷ ρ
mass_check = density * volume
volume_check = mass / density
print(f"検算(質量): {mass_check} g")
print(f"検算(体積): {volume_check} cm³")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
ρ = m ÷ V
\rho = \dfrac{m}{V}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>ρ</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>m</mi><mi>V</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
rho = m/V
m/V
rho := m/V;
rho = m/V;
ρ = m/V
m = ρ × V
m = \rho V
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>m</mi>
<mo>=</mo>
<mi>ρ</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>V</mi>
</mrow>
</math>
m = rho V
rho*V
m := rho*V;
m = rho*V;
m = ρV
V = m ÷ ρ
V = \dfrac{m}{\rho}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>V</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>m</mi><mi>ρ</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
V = m/rho
m/rho
V := m/rho;
V = m/rho;
V = m/ρ
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは密度計算のアシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 ある金属のかたまりの質量は540g、体積は200cm³でした。 密度の式 ρ = m ÷ V を使って、次の値をそれぞれ求めてください。 1. この金属の密度(g/cm³) 2. 同じ金属でできた体積1000cm³のかたまりの質量(g) 3. 同じ金属でできた質量2700gのかたまりの体積(cm³) 計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
