घनत्व की व्याख्या कैसे करें

घनत्व किसी वस्तु का एक भौतिक गुण है जो उस स्थान को जोड़ती है जो एक वस्तु लेती है और वस्तु में मौजूद पदार्थ की मात्रा को जोड़ती है। गणितीय रूप से, घनत्व को उसके आयतन से विभाजित वस्तु के द्रव्यमान के रूप में परिभाषित किया जाता है। घनत्व भौतिकी में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है और इसमें कई रोज़मर्रा के अनुप्रयोग हैं, जैसे कि यह बताना कि आपके पेय में बर्फ क्यों तैरती है। आप अवधारणा को कैसे संप्रेषित करते हैं यह कुछ हद तक आपके दर्शकों की उम्र और शिक्षा के स्तर पर निर्भर करता है, लेकिन घनत्व की व्याख्या करने के कुछ तरीके हैं।

घनत्व को समझने के लिए, सबसे पहले घनत्व बनाने वाले घटक भौतिक गुणों को समझना महत्वपूर्ण है। द्रव्यमान किसी वस्तु में मौजूद पदार्थ की मात्रा है। यह अक्सर वजन के साथ भ्रमित होता है, जो किसी वस्तु के द्रव्यमान पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का एक संबंधित माप है। द्रव्यमान, जबकि पैमाने पर मापा जाता है, मौजूद परमाणुओं के कुल योग का प्रतिनिधित्व करता है। आयतन वह स्थान है जो कोई वस्तु या पदार्थ लेता है। एक बॉक्स के लिए, आयतन की गणना चौड़ाई को गहराई और ऊंचाई से गुणा करके की जाएगी। अनियमित वस्तुओं के लिए, गणना अधिक जटिल हो जाती है।

हालांकि इसकी प्रामाणिकता में संदेह है, आर्किमिडीज की कहानी घनत्व का परिचय देने का एक मनोरंजक तरीका है। आर्किमिडीज को यह निर्धारित करने के लिए काम पर रखा गया था कि ताज शुद्ध सोना है या चांदी में मिला हुआ सोना। नहाते समय, आर्किमिडीज ने देखा कि उसके शरीर का द्रव्यमान और आयतन पानी को विस्थापित कर देता है। उन्होंने कहा "यूरेका!" और पानी में सोने और चांदी के बराबर द्रव्यमान को विसर्जित करने की कोशिश की। चांदी ने अधिक पानी विस्थापित किया, क्योंकि यह कम घना था। फिर वह राजा के पास गया और मुकुट की तुलना बराबर वजन के शुद्ध सोने के टुकड़े से की। ताज ने शुद्ध सोने की तुलना में अधिक पानी विस्थापित किया और इस प्रकार, एक धोखाधड़ी थी।

घनत्व को एक विचार प्रयोग से भी समझाया जा सकता है। एक लिफ्ट की कल्पना करें जिस पर एक व्यक्ति हो। लिफ्ट कुछ मंजिलों तक जाती है और दो और लोगों को उठाती है। जैसे ही यह इमारत के शीर्ष पर चढ़ता है, अधिक से अधिक लोग लिफ्ट पर चढ़ते हैं जब तक कि पंद्रह लोगों के साथ बहुत भीड़ न हो। लिफ्ट कार के अंदर का स्थान, उसका आयतन, कभी बड़ा नहीं होता। जैसे-जैसे प्रत्येक नया व्यक्ति आगे बढ़ता है, लिफ्ट में कुल द्रव्यमान बढ़ता है और लोगों के बीच का स्थान छोटा और छोटा होता जाता है, जैसे उच्च घनत्व वाली वस्तु में परमाणु। लिफ्ट का घनत्व अधिक हो जाता है क्योंकि यह हमारे विचार प्रयोग में लोगों को ऊपर उठाता है और इकट्ठा करता है।

घनत्व की व्याख्या करने का एक दृश्य तरीका एक तैरती हुई वस्तु की जांच करना है। बर्फ या कॉर्क का एक टुकड़ा एक गिलास पानी में तैरता है। आप अपने दर्शकों से यह विचार करने के लिए कह कर शुरू कर सकते हैं कि क्यों कुछ वस्तुएं तैरती हैं और अन्य वस्तुएं डूबती हैं। उत्तर, निश्चित रूप से, घनत्व है। गुरुत्वाकर्षण सभी वस्तुओं पर खींचता है, और ठोस वस्तुएं जो उस तरल पदार्थ से सघन होती हैं, जिसमें उन्हें निलंबित किया जाता है, उस द्रव के माध्यम से जमीन की ओर खींची जाएगी, अर्थात वे डूब जाएंगी। इसके विपरीत, यदि किसी ठोस वस्तु का घनत्व द्रव से कम है, तो द्रव उसका समर्थन करेगा और गुरुत्वाकर्षण बल उसे डूबने के लिए पर्याप्त नहीं होगा।