Bagaimana Menjelaskan Kepadatan

Massa jenis adalah sifat fisik suatu benda yang menggabungkan ruang yang ditempati suatu benda dan jumlah materi yang ada di dalam benda tersebut. Secara matematis, kerapatan didefinisikan sebagai massa suatu benda dibagi volumenya. Massa jenis adalah konsep penting dalam fisika dan memiliki banyak aplikasi sehari-hari, seperti menjelaskan mengapa es dalam minuman Anda mengapung. Bagaimana Anda mengomunikasikan konsep tersebut agak bergantung pada usia dan tingkat pendidikan audiens Anda, tetapi ada beberapa cara untuk mendekati menjelaskan kepadatan.

Untuk memahami densitas, penting untuk terlebih dahulu memahami sifat fisik komponen yang membentuk densitas. Massa adalah jumlah materi yang ada dalam suatu benda. Ini sering dikacaukan dengan berat, yang merupakan pengukuran terkait efek gravitasi pada massa suatu benda. Massa, ketika diukur pada skala, mewakili jumlah total atom yang ada. Volume adalah ruang yang ditempati oleh suatu benda atau zat. Untuk sebuah kotak, volume akan dihitung sebagai lebar dikalikan dengan kedalaman dan tinggi. Untuk objek yang tidak beraturan, perhitungannya menjadi lebih rumit.

Meski diragukan keasliannya, kisah Archimedes merupakan cara menghibur untuk mengenalkan kepadatan. Archimedes dipekerjakan untuk menentukan apakah mahkota itu emas murni atau emas yang dicampur dengan perak. Saat mandi, Archimedes memperhatikan bahwa massa dan volume tubuhnya memindahkan air. Dia berseru, "Eureka!" dan mencoba mencelupkan emas dan perak dengan massa yang sama ke dalam air. Perak memindahkan lebih banyak air, karena kurang padat. Dia kemudian pergi ke raja dan membandingkan mahkota dengan sepotong emas murni dengan berat yang sama. Mahkota menggantikan lebih banyak air daripada emas murni dan, dengan demikian, adalah penipuan.

Kepadatan juga dapat dijelaskan dengan eksperimen pikiran. Bayangkan sebuah lift dengan satu orang di atasnya. Lift naik beberapa lantai dan mengambil dua orang lagi. Saat naik ke atas gedung, semakin banyak orang naik lift sampai sangat ramai dengan lima belas orang. Ruang di dalam mobil lift, volumenya, tidak pernah bertambah besar. Saat setiap orang baru naik, massa total dalam lift meningkat dan ruang di antara orang-orang menjadi lebih kecil dan lebih kecil, seperti atom dalam benda berdensitas tinggi. Kepadatan lift menjadi lebih besar saat lift naik dan mengumpulkan orang dalam eksperimen pemikiran kami.

Cara visual untuk menjelaskan kepadatan adalah dengan memeriksa benda mengambang. Es atau sepotong gabus mengapung dalam segelas air. Anda bisa mulai dengan meminta audiens Anda untuk mempertimbangkan mengapa beberapa benda mengapung dan benda lain tenggelam. Jawabannya tentu saja kepadatan. Gravitasi menarik semua benda, dan benda padat yang lebih padat daripada cairan tempat mereka tersuspensi akan ditarik melalui cairan itu ke tanah, yaitu mereka akan tenggelam. Sebaliknya, jika massa jenis benda padat lebih kecil dari fluida, fluida akan menopangnya dan gaya gravitasi tidak akan cukup untuk membuatnya tenggelam.