Kako objasniti gustoću

Gustoća je fizičko svojstvo predmeta koje kombinira prostor koji objekt zauzima i količinu materije prisutne u predmetu. Matematički se gustoća definira kao masa predmeta podijeljena s volumenom. Gustoća je važan koncept u fizici i ima brojne svakodnevne primjene, poput objašnjavanja zašto led u vašem napitku pluta. Način na koji komunicirate koncept donekle ovisi o dobi i razini obrazovanja vaše publike, ali postoji nekoliko načina kako objasniti gustoću.

Da bismo razumjeli gustoću, važno je prvo razumjeti fizikalna svojstva komponenata koje čine gustoću. Masa je količina materije prisutna u predmetu. Često se miješa s težinom, što je povezano mjerenje učinaka gravitacije na masu predmeta. Masa, dok se mjeri na skali, predstavlja ukupan zbroj prisutnih atoma. Volumen je prostor koji zauzima objekt ili tvar. Za kutiju, volumen bi se izračunao kao širina pomnožena s dubinom i visinom. Za nepravilne predmete izračuni postaju složeniji.

Iako sumnjičava u svojoj autentičnosti, priča o Arhimedu zabavan je način da se unese gustoća. Arhimed je angažiran da utvrdi je li kruna čisto zlato ili zlato pomiješano sa srebrom. Dok se kupa, Arhimed primijeti da je njegova tjelesna masa i volumen istisnula vodu. Uzviknuo je "Eureka!" i pokušao uroniti jednake mase zlata i srebra u vodu. Srebro je istisnulo više vode, jer je bilo manje gusto. Zatim je otišao do kralja i usporedio krunu s komadom čistog zlata jednake težine. Kruna je istisnula više vode od čistog zlata i, prema tome, bila je prijevara.

Gustoća se također može objasniti misaonim eksperimentom. Zamislite dizalo na kojem je jedna osoba. Dizalo se penje nekoliko katova i uzima još dvije osobe. Kako se uspinje na vrh zgrade, sve više ljudi ulazi u dizalo sve dok ga ne napuni petnaestak ljudi. Prostor unutar kabine dizala, njegov volumen, nikad se ne povećava. Kako se svaka nova osoba uključuje, ukupna masa u liftu raste, a prostor između ljudi postaje sve manji i manji, poput atoma u objektu velike gustoće. Gustoća dizala postaje veća kako raste i skuplja ljude u našem misaonom eksperimentu.

Vizualni način objašnjavanja gustoće jest ispitivanje plutajućeg objekta. Led ili komad pluta plutaju u čaši vode. Možete započeti tako što ćete zamoliti svoju publiku da razmisli zašto neki predmeti lebde, a drugi predmeti tonu. Odgovor je, naravno, gustoća. Gravitacija povlači sve predmete, a čvrsti predmeti koji su gušći od tekućine u kojoj su suspendirani povući će se kroz tu tekućinu prema tlu, tj. Potonuti će. Suprotno tome, ako je gustoća čvrstog predmeta manja od tekućine, tekućina će ga podržati i sila gravitacije neće biti dovoljna da potone.