Cómo explicar la densidad

La densidad es una propiedad física de un objeto que combina el espacio que ocupa un objeto y la cantidad de materia presente en el objeto. Matemáticamente, la densidad se define como la masa de un objeto dividida por su volumen. La densidad es un concepto importante en física y tiene muchas aplicaciones cotidianas, como explicar por qué flota el hielo en su bebida. La forma en que comunique el concepto depende en cierta medida de la edad y el nivel de educación de su audiencia, pero hay algunas formas de abordar la explicación de la densidad.

Para comprender la densidad, es importante comprender primero las propiedades físicas de los componentes que forman la densidad. La masa es la cantidad de materia presente en un objeto. Con frecuencia se confunde con el peso, que es una medida relacionada de los efectos de la gravedad sobre la masa de un objeto. La masa, aunque se mide en una escala, representa la suma total de átomos presentes. El volumen es el espacio que ocupa un objeto o sustancia. Para una caja, el volumen se calcularía como el ancho multiplicado por la profundidad y la altura. Para objetos irregulares, los cálculos se vuelven más complicados.

Aunque dudosa en su autenticidad, la historia de Arquímedes es una forma entretenida de introducir la densidad. Arquímedes fue contratado para determinar si una corona era de oro puro o de oro mezclado con plata. Mientras se baña, Arquímedes nota que su masa corporal y su volumen desplazan el agua. Él exclamó "¡Eureka!" y trató de sumergir masas iguales de oro y plata en agua. La plata desplazó más agua, porque era menos densa. Luego fue al rey y comparó la corona con una pieza de oro puro de igual peso. La corona desplazó más agua que el oro puro y, por tanto, fue un fraude.

La densidad también se puede explicar con un experimento mental. Imagínese un ascensor con una persona en él. El ascensor sube unos pisos y recoge a dos personas más. A medida que sube a la parte superior del edificio, más y más personas se suben al ascensor hasta que se llena de gente con quince personas. El espacio dentro de la cabina del ascensor, su volumen, nunca aumenta. A medida que sube una nueva persona, la masa total en el ascensor aumenta y el espacio entre las personas se vuelve cada vez más pequeño, como los átomos en un objeto de alta densidad. La densidad del ascensor aumenta a medida que se eleva y recoge personas en nuestro experimento mental.

Una forma visual de explicar la densidad es examinando un objeto flotante. El hielo o un trozo de corcho flota en un vaso de agua. Puede comenzar pidiendo a su audiencia que considere por qué algunos objetos flotan y otros se hunden. La respuesta, por supuesto, es la densidad. La gravedad tira de todos los objetos, y los objetos sólidos que son más densos que el fluido en el que están suspendidos serán arrastrados a través de ese fluido hacia el suelo, es decir, se hundirán. Por el contrario, si la densidad de un objeto sólido es menor que la del fluido, el fluido lo sostendrá y la fuerza de la gravedad no será suficiente para hundirlo.