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密度

密度とは、一単位あたりの量です。一単位あたりの量を求めることで、体積や面積が異なるものでも重さや混み具合などの性質を比較できます。

人口密度であれば、面積あたりの人口（人の数）になりますし、物質の密度であれば体積あたりの質量のことになります。

密度の計算をするときに混乱しやすいのが単位になります。物質の密度の単位としては、\(kg/m^{3}\)や\(g/cm^{3}\)の\(2\)種類が主に使われます。使われている単位が\(kg/m^{3}\)なのに\(g\)と勘違いしていたり、\(g/cm^{3}\)なのに\(kg\)と勘違いしたりすると値が大きくズレてしまいます。そのため、密度を計算したり読み取るときは単位に注意することを忘れないようにしましょう。

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人口密度

人口密度は人の数を面積で割ることで求まります。人口密度を求めることで、あるエリアに人が平均的にどれくらい密集しているかが分かります。面積の単位は状況によって様々なものが使われるので、必ず確認するようにしましょう。

例として、\(40\)\(m^{2}\)に\(30\)人の生徒がいる教室Aと\(50\)\(m^{2}\)に\(40\)人の生徒がいる教室Bを考えてみましょう。
教室Aの人口密度は\(30（人）÷40（m^{2}）=0.75（人/m^{2}）\)です。
教室Bの人口密度は\(40（人）÷50（m^{2}）=0.8（人/m^{2}）\)です。
教室Bの人口密度が教室Aの人口密度よりも大きいため、平均的にはBの方が混んでいると結論付けることができます。

人口密度を考える際に注意しなければならないのが、人口と人口密度は必ずしも比例しないということです。例えば、中国は世界で最も人口が多い国として有名です。しかし、中国は同時に世界有数の国土を誇るため人口密度は世界\(59\)位とあまり高くありません。
密集具合を考えるとき人口の印象のみで判断してしまうと間違って解釈してしまう可能性があるため、人口密度の考え方を用います。

また、人口密度を用いて比較するとき人の分布が均質だということを仮定しますが、現実ではそうでないことの方が多いので注意しなければなりません。例えば、東京都の人口は\(1400\)万人ほどになりますが、\(23\)区内の人口はそれ以外の地域の人口のおよそ\(3\)倍です。
そのため、東京都全体の人口密度を計算しても、実際には\(23\)区内はそれ以上に人が密集しているということになります。

物質の密度

物質の密度は物質の質量をその体積で割ることによって求まります。人口密度の場合と同様に、質量（重さ）や体積の単位は使う場面においてそれぞれ異なるため、注意が必要です。

物質の密度を計算することによって、大きさが異なる物体であっても重さを比較することができます。

例えば、\(20cm^{3}\)の大きさで\(30g\)の重さの石Cと\(450cm^{3}\)の大きさで\(800g\)の重さの石Dの密度を比較しましょう。
石Cの密度は\(30（g）÷20（cm^{3}）=1.5（g/cm^{3}）\)です。
石Dの密度は\(800（g）÷450（cm^{3}）=1.777…（g/cm^{3}）\)です。
石Dの密度が石Cの密度よりも大きいため、石CとDが同じ大きさであればDの方が重いということが分かります。

物質の密度を考える際にも、重さが大きければ必ずしも密度が大きくならないことに注意しなければなりません。また、重さが均質でないとき、密度が実態を反映しない可能性もあります。

密度の活用

密度は日常生活の中で非常に大切な考え方になります。グラスに浮かべた氷が浮くのは水の密度が氷の密度を上回るからであり、水に浮かべると中身のないアサリが浮かんでくるのは密度が低いからです。また、密度を計算するときには一単位あたりの量を考えました。一単位当たりに揃えて物事を比較することによって、単純な大きさや重さに惑わされず客観的に比較をすることができます。

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<文/須藤>