La densità è una proprietà fisica di un oggetto che combina lo spazio occupato da un oggetto e la quantità di materia presente nell'oggetto. Matematicamente, la densità è definita come la massa di un oggetto divisa per il suo volume. La densità è un concetto importante in fisica e ha molte applicazioni quotidiane, come ad esempio spiegare perché il ghiaccio nella tua bevanda galleggia. Il modo in cui comunichi il concetto dipende in qualche modo dall'età e dal livello di istruzione del tuo pubblico, ma ci sono alcuni modi per affrontare la spiegazione della densità.
Spiegazione delle parti della densità
Per comprendere la densità, è importante prima comprendere le proprietà fisiche dei componenti che costituiscono la densità. La massa è la quantità di materia presente in un oggetto. Viene spesso confuso con il peso, che è una misura correlata degli effetti della gravità sulla massa di un oggetto. La massa, misurata su una scala, rappresenta la somma totale degli atomi presenti. Il volume è lo spazio che occupa un oggetto o una sostanza. Per una scatola, il volume verrebbe calcolato come larghezza moltiplicata per profondità e altezza. Per gli oggetti irregolari, i calcoli diventano più complicati.
Spiegare la densità con Archimede
Sebbene dubbia nella sua autenticità, la storia di Archimede è un modo divertente per introdurre la densità. Archimede fu assunto per determinare se una corona fosse oro puro o oro mescolato con argento. Mentre fa il bagno, Archimede nota che la sua massa corporea e il suo volume spostano l'acqua. Ha esclamato "Eureka!" e provò ad immergere nell'acqua masse uguali d'oro e d'argento. L'argento spostava più acqua, perché era meno denso. Poi andò dal re e paragonò la corona a un pezzo d'oro puro dello stesso peso. La corona spostava più acqua dell'oro puro e, quindi, era una frode.
Spiegare la densità con un ascensore
La densità può anche essere spiegata con un esperimento mentale. Immagina un ascensore con una persona sopra. L'ascensore sale di qualche piano e fa salire altre due persone. Mentre sale in cima all'edificio, sempre più persone salgono sull'ascensore fino a quando non è molto affollato da quindici persone. Lo spazio all'interno della cabina dell'ascensore, il suo volume, non diventa mai più grande. Man mano che sale una nuova persona, la massa totale nell'ascensore aumenta e lo spazio tra le persone diventa sempre più piccolo, come gli atomi in un oggetto ad alta densità. La densità dell'ascensore diventa maggiore man mano che sale e raccoglie persone nel nostro esperimento mentale.
Spiegazione della densità con oggetti fluttuanti
Un modo visivo per spiegare la densità consiste nell'esaminare un oggetto fluttuante. Il ghiaccio o un pezzo di sughero galleggia in un bicchiere d'acqua. Puoi iniziare chiedendo al tuo pubblico di considerare perché alcuni oggetti galleggiano e altri oggetti affondano. La risposta, ovviamente, è la densità. La gravità attira tutti gli oggetti e gli oggetti solidi che sono più densi del fluido in cui sono sospesi verranno trascinati attraverso quel fluido verso il suolo, cioè affonderanno. Viceversa, se la densità di un oggetto solido è inferiore al fluido, il fluido lo sosterrà e la forza di gravità non sarà sufficiente per farlo affondare.