密度は、オブジェクトが占めるスペースとオブジェクトに存在する物質の量を組み合わせたオブジェクトの物理的プロパティです。 数学的には、密度はオブジェクトの質量をその体積で割ったものとして定義されます。 密度は物理学の重要な概念であり、飲み物の氷が浮く理由を説明するなど、日常的に多くの用途があります。 コンセプトをどのように伝えるかは、聴衆の年齢と教育レベルによって多少異なりますが、密度を説明する方法はいくつかあります。
密度の部分を説明する
密度を理解するには、まず密度を構成するコンポーネントの物理的特性を理解することが重要です。 質量は、オブジェクトに存在する物質の量です。 これは、物体の質量に対する重力の影響の関連する測定値である重量と混同されることがよくあります。 質量は、スケールで測定されますが、存在する原子の合計を表します。 ボリュームは、オブジェクトまたは物質が占めるスペースです。 ボックスの場合、体積は幅に奥行きと高さを掛けて計算されます。 不規則なオブジェクトの場合、計算はより複雑になります。
アルキメデスで密度を説明する
その信憑性には疑問がありますが、アルキメデスの物語は密度を紹介する面白い方法です。 アルキメデスは、王冠が純金であるか、銀と混合された金であるかを判断するために雇われました。 入浴中に、アルキメデスは彼の体重と体積が水を押しのけたことに気づきます。 彼は「ユーレカ！」と叫んだ。 等量の金と銀を水に浸してみました。 銀は密度が低いため、より多くの水を押しのけました。 それから彼は王のところへ行き、王冠を同じ重さの純金と比較しました。 王冠は純金よりも多くの水を押しのけたため、詐欺でした。
エレベーターで密度を説明する
密度は思考実験でも説明できます。 1人が乗っているエレベーターを想像してみてください。 エレベーターは数階上に上がり、さらに2人を乗せます。 ビルの最上階に上がると、15人で混雑するまでエレベーターに乗る人が増えていきます。 エレベータカー内のスペース、そのボリュームは、決して大きくなりません。 新しい人が乗るたびに、エレベータ内の総質量が増加し、高密度のオブジェクトの原子のように、人の間のスペースがますます小さくなります。 私たちの思考実験では、エレベータが上昇して人を集めるにつれて、エレベータの密度が高くなります。
浮遊物で密度を説明する
密度を視覚的に説明する方法は、浮遊物を調べることです。 氷またはコルク片がコップ一杯の水に浮かんでいます。 視聴者に、一部のオブジェクトが浮き、他のオブジェクトが沈む理由を検討することから始めることができます。 もちろん、その答えは密度です。 重力はすべてのオブジェクトを引っ張り、それらが浮遊している流体よりも密度の高い固体オブジェクトは、その流体を通して地面に向かって引っ張られます。つまり、それらは沈みます。 逆に、固体オブジェクトの密度が流体よりも小さい場合、流体はそれをサポートし、重力はそれを沈めるのに十分ではありません。