Tæthed er en fysisk egenskab ved et objekt, der kombinerer det rum, som et objekt optager, og mængden af stof, der er til stede i objektet. Matematisk defineres densitet som massen af et objekt divideret med dets volumen. Tæthed er et vigtigt begreb i fysik og har mange daglige anvendelser, såsom at forklare, hvorfor isen i din drink flyder. Hvordan du kommunikerer konceptet afhænger noget af dit publikums alder og uddannelsesniveau, men der er et par måder at nærme sig på at forklare tæthed.
Forklaring af densitetsdele
For at forstå tæthed er det vigtigt først at forstå de komponentens fysiske egenskaber, der udgør densiteten. Masse er den mængde stof, der er til stede i et objekt. Det forveksles ofte med vægt, hvilket er en relateret måling af tyngdekraftens indvirkning på en genstands masse. Masse repræsenterer den samlede sum af tilstedeværende atomer, mens den måles på en skala. Volumen er det rum, en genstand eller et stof optager. For en kasse beregnes volumen som bredde ganget med dybde og højde. For uregelmæssige objekter bliver beregningerne mere komplicerede.
Forklaring af tæthed med Archimedes
Selvom det er tvivlsomt i sin ægthed, er historien om Archimedes en underholdende måde at introducere tæthed på. Archimedes blev ansat for at afgøre, om en krone var rent guld eller guld blandet med sølv. Mens han badede, bemærkede Archimedes, at hans kropsmasse og volumen fortrængte vand. Han udbrød "Eureka!" og prøvede at nedsænke lige store masser af guld og sølv i vand. Sølvet fortrængte mere vand, fordi det var mindre tæt. Derefter gik han til kongen og sammenlignede kronen med et stykke rent guld af samme vægt. Kronen fortrængte mere vand end det rene guld og var således et bedrageri.
Forklare tæthed med en elevator
Tæthed kan også forklares med et tankeeksperiment. Forestil dig en elevator med en person på den. Elevatoren går op et par etager og samler yderligere to personer op. Da den stiger op til toppen af bygningen, kommer flere og flere mennesker op i elevatoren, indtil den er meget overfyldt med femten mennesker. Rummet inde i elevatoren, dens volumen, bliver aldrig større. Efterhånden som hver nye person kommer på, øges den samlede masse i elevatoren, og rummet mellem folket bliver mindre og mindre, som atomerne i et objekt med høj densitet. Densiteten af elevatoren bliver større, når den stiger og samler mennesker i vores tankeeksperiment.
Forklaring af tæthed med flydende genstande
En visuel måde at forklare densitet på er ved at undersøge et flydende objekt. Is eller et stykke kork flyder i et glas vand. Du kan starte med at bede dit publikum overveje, hvorfor nogle objekter flyder, og andre genstande synker. Svaret er selvfølgelig tæthed. Tyngdekraften trækker i alle genstande, og faste genstande, der er tættere end væsken, de er ophængt i, trækkes gennem væsken mod jorden, dvs. de vil synke. Omvendt, hvis densiteten af et fast objekt er mindre end væsken, vil væsken understøtte den, og tyngdekraften vil ikke være nok til at få den til at synke.