Density Detectives Reading Worksheet
7th Grade Physical Science • Matter & Energy
Density Detectives: Unlocking Matter
Name:
Date: Period:
Concept 1
What is Density? (Tightly Packed Matter)
Imagine holding a sponge in one hand and an identical-sized brick in the other. Even though they take up the exact same amount of space, the brick feels dramatically heavier. Why? The answer is density. Density is a characteristic physical property of matter that describes how much mass is packed into a given volume. If the atoms and molecules inside a substance are clustered tightly together, that substance has a high density. If the particles are spread farther apart, it has a low density.
Standard Solid Unit Grams per cubic cm (\(\text{g/cm}^3\))
Standard Liquid Unit Grams per milliliter (\(\text{g/mL}\))
Golden Rule \(1\text{ cm}^3 = 1\text{ mL}\)
The Density Triangle
Scientists use the Magic Triangle to easily calculate any missing variable:
m (Mass) D (Density) V (Volume)
Find Density: D = m ÷ V
Find Mass: m = D × V
Find Volume: V = m ÷ D
How to Measure Volume
Before calculating density, you must measure how much 3D space your object occupies. The method depends on the object's shape:
1. Regular Geometric Solids
Ruler Method
For cubes and rectangular blocks, measure dimensions in centimeters (\(\text{cm}\)) and multiply:
\(\text{Volume} = \text{Length} \times \text{Width} \times \text{Height}\) (\(\text{cm}^3\))
2. Irregular Objects (Rocks, Keys, Marbles)
Water Displacement
Since you cannot measure curvy shapes with a ruler, submerge them in a graduated cylinder of water:
- Record initial water level (\(V_{\text{initial}}\)).
- Gently slide object in; record new water level (\(V_{\text{final}}\)).
- Subtract: \(V_{\text{object}} = V_{\text{final}} - V_{\text{initial}}\)
Relative Density: Sinking and Floating
Reference: Pure Water = \(1.0\text{ g/mL}\)
Relative density compares the density of one material to another. In our everyday world, liquid water is the standard comparison benchmark at exactly \(1.0\text{ g/mL}\) (or \(1.0\text{ g/cm}^3\)).
Floats on Water
Density < 1.0 g/mL
e.g., Pine wood (\(0.5\)), Ice (\(0.92\))
Suspends in Water
Density = 1.0 g/mL
Neither rises nor sinks
Sinks to Bottom
Density > 1.0 g/mL
e.g., Aluminum (\(2.7\)), Lead (\(11.3\))
Key Takeaway: Density depends on mass and volume, not overall size!
Page 1 of 2 • Reference Guide
Density in Action: Analysis & Problems
Apply your knowledge from the reading passage to answer questions and solve calculations.
\(D = \frac{m}{V}\) | \(m = D \cdot V\) | \(V = \frac{m}{D}\)
Part 1
Passage Comprehension & Measurement Check
1. In your own words, what is happening to the particles (atoms/molecules) inside an object with a high density versus a low density?
2. A student fills a graduated cylinder to 45 mL. After dropping in a small rock, the water level rises to 68 mL. What is the rock's volume?
Work:
Volume =
mL
3. Density Column Prediction: You pour three liquids into a cylinder: Vegetable Oil (\(0.92\text{ g/mL}\)), Honey (\(1.42\text{ g/mL}\)), and Water (\(1.00\text{ g/mL}\)). Which liquid sits on top, in the middle, and at the bottom?
Top:
Middle:
Bottom:
Part 2
Density Triangle Word Problems
Show all work, formulas, and units clearly.
Problem 1: Ruler & Block Regular Solid
A wooden toy block has a mass of 120 g. A student measures its sides with a ruler: Length = 5 cm, Width = 4 cm, Height = 8 cm.
Step A: Calculate Volume (\(L \times W \times H\)):
Step B: Use Density Triangle (\(D = m \div V\)):
Density Answer:
Problem 2: Mineral Discovery Water Displacement
A geologist finds an irregular mineral sample with a mass of 105 g. She places it into a graduated cylinder. The water rises from 30 mL to 65 mL.
Step A: Find Object's Volume (\(V_{\text{final}} - V_{\text{initial}}\)):
Step B: Calculate Density (\(D = m \div V\)):
Will it sink or float?
Problem 3: Solving for Mass Triangle: Cover m
An iron statue has a density of 7.8 g/cm³ and a volume of 15 cm³. What is the total mass of the statue?
Formula & Substitution (\(m = D \times V\)):
Final Mass (g):
Problem 4: Solving for Volume Triangle: Cover V
A chemist weighs a beaker of ethanol with a mass of 158 g. The known density of ethanol is 0.79 g/mL. How much space does the liquid occupy?
Formula & Substitution (\(V = m \div D\)):
Final Volume (mL):
Pro Tip: Always double-check your units: mass in grams (\(\text{g}\)), volume in \(\text{cm}^3\) or \(\text{mL}\)!
Page 2 of 2 • Student Worksheet
Density Detectives Spanish Worksheet
Ciencias Físicas 7.º Grado • Materia y Energía
Detectives de la Densidad
Nombre:
Fecha: Clase:
Concepto 1
¿Qué es la densidad? (Materia compacta)
Imagina sostener una esponja en una mano y un ladrillo de igual tamaño en la otra. Aunque ocupan el mismo espacio, el ladrillo es mucho más pesado. ¿A qué se debe? La respuesta es la densidad. La densidad es una propiedad física característica que describe cuánta masa está empaquetada en un volumen determinado. Si las partículas (átomos o moléculas) están muy apretadas entre sí, el material tiene una densidad alta. Si están más separadas, su densidad es baja.
Unidad para sólidos Gramos por centímetro cúbico (\(\text{g/cm}^3\))
Unidad para líquidos Gramos por mililitro (\(\text{g/mL}\))
Equivalencia clave \(1\text{ cm}^3 = 1\text{ mL}\)
El Triángulo Mágico
Usa este diagrama para calcular fácilmente cualquier variable desconocida:
m (Masa) D (Densidad) V (Volumen)
Hallar Densidad: D = m ÷ V
Hallar Masa: m = D × V
Hallar Volumen: V = m ÷ D
¿Cómo medir el volumen?
Para calcular la densidad, debes medir primero el espacio tridimensional que ocupa el objeto:
1. Sólidos regulares (Cajas, prismas)
Método de la regla
Mide las dimensiones en centímetros (\(\text{cm}\)) y multiplica sus tres lados:
\(\text{Volumen} = \text{Largo} \times \text{Ancho} \times \text{Alto}\) (\(\text{cm}^3\))
2. Objetos irregulares (Rocas, llaves)
Desplazamiento
Al no poder medirse con regla, sumérgelos en una probeta con agua graduada:
- Anota el nivel inicial de agua (\(V_{\text{inicial}}\)).
- Introduce con cuidado el objeto; anota el nivel nuevo (\(V_{\text{final}}\)).
- Resta los valores: \(V_{\text{objeto}} = V_{\text{final}} - V_{\text{inicial}}\)
Densidad Relativa: Flotar y Hundirse
Referencia: Agua pura = \(1.0\text{ g/mL}\)
La densidad relativa compara la densidad de una sustancia con otra. En nuestro planeta, el agua líquida es el estándar de referencia exacto a \(1.0\text{ g/mL}\) (o \(1.0\text{ g/cm}^3\)).
Flota en el agua
Densidad < 1.0 g/mL
Ej.: Madera (\(0.5\)), Hielo (\(0.92\))
Queda suspendido
Densidad = 1.0 g/mL
Ni asciende ni desciende
Density Practice Spanish Worksheet
Nombre:
Fecha:
Período:
Masa, Volumen & densidad
Comprensión del Vocabulario Ciencias Físicas
Completa los espacios en blanco con el término correcto del banco de palabras.
-
La medida de la fuerza gravitacional sobre un objeto es el/la .
-
es la cantidad de espacio que ocupa un objeto o sustancia.
-
es la medida de la masa contenida en un volumen determinado.
-
La cantidad de materia presente en un objeto o sustancia es la .
Banco de Palabras
Masa
Volumen
Peso
Densidad
1. Describe masa, volumen y densidad con tus propias palabras:
2. ¿Cómo puede cambiar el peso de un objeto mientras su masa sigue siendo la misma?
Herramientas de Medición y Fórmulas
¿Qué propiedad o magnitud mide cada una de estas herramientas?
-
0.00
1. ¿Qué fórmula usarías para calcular la masa si solo te dan la densidad y el volumen?
2. ¿Qué fórmula usarías para calcular el volumen si solo te dan la masa y la densidad?
3. Describe cómo usarías el método de desplazamiento de agua para determinar el volumen de un objeto de forma irregular:
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Nombre:
Fecha:
Período:
Masa, Volumen & densidad
Densidad en Líquidos
Utiliza la imagen para responder las preguntas.
esponja ACEITE tapa de plástico uva AGUA tornillo metálico JARABE
1. ¿Por qué estos tres líquidos se separan en capas en lugar de mezclarse?
2. Al observar esta imagen, ¿qué puedes deducir sobre la densidad del aceite comparada con la del jarabe?
3. ¿Por qué la uva se queda flotando en el agua en vez de hundirse hasta el fondo del vaso?
Cálculo de Masa, Volumen y Densidad
Resuelve los problemas calculando la magnitud faltante. Muestra tu trabajo y explica tu procedimiento.
1. Trisha midió el volumen de un cubo usando una regla. El largo, ancho y alto midieron 8 cm cada uno. La masa del cubo fue de 128 g. ¿Cuál es la densidad del cubo?
Procedimiento / Explicación:
Respuesta:
g/cm³
2. Carlos dejó caer una roca de forma irregular con una masa de 30 g dentro de una probeta graduada. La probeta tenía inicialmente de agua y subió a al introducir la roca. ¿Cuál es la densidad de la roca?
