質量密度は、オブジェクトの質量をその体積で割ったものとして定義されます。オブジェクトの質量はどこでも同じであるため、その質量密度を変えることができる唯一の要因はその体積です。オブジェクトが月に配置されている場合、重力がそこで弱いため、わずかに膨張します。これは、その体積が大きくなるため、質量密度が低くなることを意味します。
質量密度の変化を計算するには、次の式を使用できます。
質量密度=質量/ボリューム
地球上では、オブジェクトの質量密度は次のとおりです。
質量密度=質量/(地球上の量)
月には、同じオブジェクトの質量密度は次のとおりです。
質量密度=質量/[(地球上のボリューム) *(1 +拡張係数)]]
膨張係数は、月のオブジェクトの体積と地球上の体積との比率です。これは、次の式を使用して計算できます。
拡張係数=(月の量)/(地球上のボリューム)
オブジェクトの重量が重力による加速度の質量倍に等しいという事実を使用することにより、膨張係数を見つけることができます。地上では、オブジェクトの重みは次のとおりです。
w =mg
月に、同じオブジェクトの重量は次のとおりです。
w =m*1.62 m/s^2
オブジェクトの重みは地球と月で同じであるため、これら2つの方程式を互いに等しく設定し、膨張係数を解くことができます。
mg =m*1.62 m/s^2
G =1.62 m/s^2
=>拡張係数=(1.62 m/s^2)/(9.8 m/s^2)≈0.165
これは、月のオブジェクトが約16.5%拡張されることを意味します。したがって、その質量密度は同じ量だけ減少します。
質量密度=質量/[(地球上のボリューム) *(1 + 0.165)]]
=>質量密度=質量/(1.165 *地球上のボリューム)
結論として、重力の違いにより、オブジェクトは地球と比較して月の質量密度が低くなります。