Tihedus on objekti füüsiline omadus, mis ühendab objekti hõivatud ruumi ja objektis oleva aine hulga. Matemaatiliselt defineeritakse tihedust objekti massina jagatuna selle mahuga. Tihedus on füüsikas oluline mõiste ja sellel on palju igapäevaseid rakendusi, näiteks selgitades, miks teie joogis jää hõljub. Kuidas te seda kontseptsiooni edastate, sõltub mõnevõrra teie vaatajaskonna vanusest ja haridustasemest, kuid tiheduse selgitamiseks on mõned viisid.
Tiheduse osade selgitamine
Tiheduse mõistmiseks on oluline kõigepealt mõista tiheduse moodustavate komponentide füüsikalisi omadusi. Mass on objektis oleva aine kogus. Seda segatakse sageli kaaluga, mis on gravitatsiooni mõju mõõtmine objekti massile. Mass, mõõdetuna skaalal, tähistab kohalolevate aatomite koguarvu. Maht on ruum, mille objekt või aine võtab. Kasti puhul arvutatakse maht laiuse korrutamisel sügavuse ja kõrgusega. Ebakorrapäraste objektide puhul muutuvad arvutused keerukamaks.
Tiheduse selgitamine Archimedesega
Ehkki ehtsuses on kahtlane, on Archimedese lugu meelelahutuslik viis tiheduse sisseviimiseks. Archimedes palgati selleks, et teha kindlaks, kas kroon oli puhas kuld või hõbedaga segatud kuld. Vannis olles märkab Archimedes, et tema kehamass ja maht nihutasid vett. Ta hüüdis “Eureka!” ja proovis kasta võrdset massi kulda ja hõbedat vette. Hõbe tõrjus rohkem vett, kuna see oli vähem tihe. Seejärel läks ta kuninga juurde ja võrdles krooni võrdse kaaluga puhta kullatükiga. Kroon tõrjus rohkem vett kui puhas kuld ja oli seega pettus.
Tiheduse selgitamine liftiga
Tihedust saab seletada ka mõttekatsega. Kujutage ette lifti, kus on üks inimene. Lift tõuseb paar korrust üles ja võtab peale veel kaks inimest. Hoone tippu tõustes tõuseb üha rohkem inimesi lifti, kuni see on viieteistkümne inimesega väga täis. Liftikabiini siseruum, selle maht, ei suurene kunagi. Iga uue inimese peale minnes suureneb lifti üldmass ja inimeste vaheline ruum muutub järjest väiksemaks, nagu suure tihedusega objekti aatomid. Lifti tihedus muutub suuremaks, kui see tõuseb ja kogub inimesi meie mõttekatses.
Ujuvate objektidega tiheduse selgitamine
Visuaalne viis tiheduse selgitamiseks on ujuva objekti uurimine. Jää või korgitükk hõljub veeklaasis. Alustuseks võite paluda publikul kaaluda, miks mõned objektid hõljuvad ja teised objektid vajuvad. Muidugi on vastus tihedus. Raskus tõmbab kõiki esemeid ja tahked esemed, mis on tihedamad kui vedelik, milles nad on hõljunud, tõmmatakse läbi selle vedeliku maapinna poole, st nad vajuvad. Ja vastupidi, kui tahke eseme tihedus on väiksem kui vedelik, toetab vedelik seda ja raskusjõust ei piisa selle vajumiseks.