De massa van een voorwerp is overal hetzelfde, ongeacht de locatie. Het gewicht van een object is echter de kracht die erop wordt uitgeoefend door de zwaartekracht, en dat is op verschillende planeten anders. Het gewicht van een object is gelijk aan de massa maal de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (W =mg). Op aarde bedraagt ​​de versnelling als gevolg van de zwaartekracht ongeveer 9,8 m/s^2, terwijl deze op de maan slechts ongeveer 1,62 m/s^2 bedraagt. Dit betekent dat een object op de maan ongeveer 1/6 zoveel weegt als op aarde.

Massadichtheid wordt gedefinieerd als de massa van een object gedeeld door het volume. Omdat de massa van een object overal hetzelfde is, is de enige factor die de massadichtheid ervan kan veranderen het volume. Als een voorwerp op de maan wordt geplaatst, zal het iets uitzetten omdat de zwaartekracht daar zwakker is. Dit betekent dat het volume groter zal zijn en daarom de massadichtheid lager zal zijn.

Om de verandering in massadichtheid te berekenen, kunnen we de volgende formule gebruiken:

massadichtheid =massa/volume

Op aarde zou de massadichtheid van een object zijn:

massadichtheid =massa/(volume op aarde)

Op de maan zou de massadichtheid van hetzelfde object zijn:

massadichtheid =massa/[(volume op aarde) * (1 + uitzettingsfactor)]

De uitzettingsfactor is de verhouding tussen het volume van het object op de maan en het volume op aarde. Dit kan worden berekend met de volgende formule:

expansiefactor =(volume op de maan)/(volume op aarde)

We kunnen de uitzettingsfactor vinden door gebruik te maken van het feit dat het gewicht van een object gelijk is aan zijn massa maal de versnelling als gevolg van de zwaartekracht. Op aarde is het gewicht van een object:

W =mg

Op de maan is het gewicht van hetzelfde object:

W =m*1,62 m/s^2

Omdat het gewicht van het object op aarde en op de maan hetzelfde is, kunnen we deze twee vergelijkingen aan elkaar gelijk stellen en de uitzettingsfactor berekenen:

mg =m*1,62 m/s^2

g =1,62 m/s^2

=> uitzettingsfactor =(1,62 m/s^2)/(9,8 m/s^2) ≈ 0,165

Dit betekent dat een object op de maan met ongeveer 16,5% zou uitzetten. Daarom zou de massadichtheid met dezelfde hoeveelheid afnemen:

massadichtheid =massa/[(volume op aarde) * (1 + 0,165)]

=> massadichtheid =massa/(1,165 * volume op aarde)

Concluderend zou een object op de maan een lagere massadichtheid hebben dan op aarde vanwege het verschil in zwaartekrachten.