Dichte erklären

Dichte ist eine physikalische Eigenschaft eines Objekts, die den Raum, den ein Objekt einnimmt, und die Menge der im Objekt vorhandenen Materie kombiniert. Mathematisch ist die Dichte definiert als die Masse eines Objekts geteilt durch sein Volumen. Dichte ist ein wichtiges Konzept in der Physik und hat viele alltägliche Anwendungen, z. B. um zu erklären, warum das Eis in Ihrem Getränk schwimmt. Wie Sie das Konzept kommunizieren, hängt etwas vom Alter und Bildungsniveau Ihres Publikums ab, aber es gibt einige Möglichkeiten, die Dichte zu erklären.

Um die Dichte zu verstehen, ist es wichtig, zuerst die physikalischen Eigenschaften der Komponenten zu verstehen, die die Dichte ausmachen. Masse ist die Menge an Materie, die in einem Objekt vorhanden ist. Es wird häufig mit dem Gewicht verwechselt, einem verwandten Maß für die Auswirkungen der Schwerkraft auf die Masse eines Objekts. Die Masse, gemessen auf einer Skala, stellt die Gesamtsumme der vorhandenen Atome dar. Volumen ist der Raum, den ein Objekt oder eine Substanz einnimmt. Bei einer Box würde das Volumen als Breite multipliziert mit Tiefe und Höhe berechnet. Bei unregelmäßigen Objekten werden die Berechnungen komplizierter.

Obwohl in ihrer Authentizität zweifelhaft, ist die Geschichte des Archimedes eine unterhaltsame Möglichkeit, Dichte einzuführen. Archimedes wurde angeheuert, um festzustellen, ob eine Krone aus reinem Gold oder aus Gold mit Silber gemischt war. Während er ein Bad nimmt, bemerkt Archimedes, dass seine Körpermasse und sein Körpervolumen Wasser verdrängen. Er rief "Heureka!" und versuchte, gleiche Massen von Gold und Silber in Wasser zu tauchen. Das Silber verdrängte mehr Wasser, weil es weniger dicht war. Dann ging er zum König und verglich die Krone mit einem Stück reinen Goldes von gleichem Gewicht. Die Krone verdrängte mehr Wasser als das reine Gold und war somit ein Betrug.

Dichte kann auch mit einem Gedankenexperiment erklärt werden. Stellen Sie sich einen Aufzug mit einer Person vor. Der Aufzug fährt ein paar Stockwerke hoch und nimmt zwei weitere Personen mit. Während es zur Spitze des Gebäudes steigt, steigen immer mehr Leute in den Aufzug, bis er mit fünfzehn Personen sehr voll ist. Der Raum in der Aufzugskabine, ihr Volumen, wird nie größer. Wenn jede neue Person einsteigt, nimmt die Gesamtmasse im Aufzug zu und der Raum zwischen den Personen wird immer kleiner, wie die Atome in einem hochdichten Objekt. Die Dichte des Aufzugs wird größer, wenn er steigt und Menschen in unserem Gedankenexperiment sammelt.

Eine visuelle Möglichkeit, die Dichte zu erklären, besteht darin, ein schwebendes Objekt zu untersuchen. Eis oder ein Stück Kork schwimmt in einem Glas Wasser. Sie können damit beginnen, Ihr Publikum zu bitten, zu überlegen, warum manche Objekte schwimmen und andere sinken. Die Antwort ist natürlich Dichte. Die Schwerkraft zieht an allen Objekten, und feste Objekte, die dichter sind als die Flüssigkeit, in der sie schweben, werden durch diese Flüssigkeit in Richtung Boden gezogen, d. h. sie sinken. Umgekehrt, wenn die Dichte eines festen Objekts geringer ist als die der Flüssigkeit, wird die Flüssigkeit es unterstützen und die Schwerkraft wird nicht ausreichen, um es sinken zu lassen.