La densité est une propriété physique d'un objet qui combine l'espace occupé par un objet et la quantité de matière présente dans l'objet. Mathématiquement, la densité est définie comme la masse d'un objet divisée par son volume. La densité est un concept important en physique et a de nombreuses applications quotidiennes, comme expliquer pourquoi la glace dans votre boisson flotte. La façon dont vous communiquez le concept dépend quelque peu de l'âge et du niveau d'éducation de votre public, mais il existe plusieurs façons d'aborder l'explication de la densité.
Expliquer les parties de la densité
Afin de comprendre la densité, il est important de comprendre d'abord les propriétés physiques des composants qui composent la densité. La masse est la quantité de matière présente dans un objet. Il est fréquemment confondu avec le poids, qui est une mesure connexe des effets de la gravité sur la masse d'un objet. La masse, bien que mesurée sur une échelle, représente la somme totale des atomes présents. Le volume est l'espace occupé par un objet ou une substance. Pour une boîte, le volume serait calculé comme la largeur multipliée par la profondeur et la hauteur. Pour les objets irréguliers, les calculs se compliquent.
Expliquer la densité avec Archimède
Bien que douteuse dans son authenticité, l'histoire d'Archimède est une manière amusante d'introduire la densité. Archimède a été engagé pour déterminer si une couronne était en or pur ou en or mélangé à de l'argent. En prenant un bain, Archimède remarque que sa masse corporelle et son volume ont déplacé de l'eau. Il s'est exclamé « Eurêka! et essayé d'immerger des masses égales d'or et d'argent dans l'eau. L'argent a déplacé plus d'eau, car il était moins dense. Il se rendit ensuite chez le roi et compara la couronne à une pièce d'or pur de poids égal. La couronne déplaçait plus d'eau que l'or pur et, par conséquent, était une fraude.
Expliquer la densité avec un ascenseur
La densité peut également être expliquée par une expérience de pensée. Imaginez un ascenseur avec une personne dessus. L'ascenseur monte de quelques étages et prend deux autres personnes. Au fur et à mesure qu'il monte au sommet de l'immeuble, de plus en plus de personnes montent dans l'ascenseur jusqu'à ce qu'il soit bondé de quinze personnes. L'espace à l'intérieur de la cabine d'ascenseur, son volume, ne s'agrandit jamais. Au fur et à mesure que chaque nouvelle personne monte, la masse totale dans l'ascenseur augmente et l'espace entre les personnes devient de plus en plus petit, comme les atomes dans un objet à haute densité. La densité de l'ascenseur augmente au fur et à mesure qu'il monte et rassemble des personnes dans notre expérience de pensée.
Expliquer la densité avec des objets flottants
Une façon visuelle d'expliquer la densité est d'examiner un objet flottant. De la glace ou un morceau de liège flotte dans un verre d'eau. Vous pouvez commencer par demander à votre auditoire de réfléchir aux raisons pour lesquelles certains objets flottent et d'autres coulent. La réponse, bien sûr, est la densité. La gravité tire sur tous les objets, et les objets solides qui sont plus denses que le fluide dans lequel ils sont suspendus seront tirés à travers ce fluide vers le sol, c'est-à-dire qu'ils couleront. Inversement, si la densité d'un objet solide est inférieure à celle du fluide, le fluide le supportera et la force de gravité ne suffira pas à le faire couler.