Kā izskaidrot blīvumu

Blīvums ir objekta fiziska īpašība, kas apvieno objekta aizņemto vietu un objektā esošās vielas daudzumu. Matemātiski blīvums tiek definēts kā objekta masa dalīta ar tā tilpumu. Blīvums ir svarīgs fizikas jēdziens, un tam ir daudz ikdienas lietojumu, piemēram, paskaidrojot, kāpēc ledus jūsu dzērienā peld. Tas, kā jūs sazināties ar šo jēdzienu, ir nedaudz atkarīgs no jūsu auditorijas vecuma un izglītības līmeņa, taču blīvuma izskaidrošanai ir daži veidi.

Lai izprastu blīvumu, vispirms ir svarīgi saprast to fizikālās īpašības, kas veido blīvumu. Masa ir objektā esošās vielas daudzums. To bieži sajauc ar svaru, kas ir saistīts ar smaguma ietekmes uz objekta masu mērīšanu. Masa, mērot pēc skalas, apzīmē klātesošo atomu kopsummu. Apjoms ir telpa, kuru objekts vai viela aizņem. Kastei tilpums tiktu aprēķināts kā platums, reizināts ar dziļumu un augstumu. Neregulāriem objektiem aprēķini kļūst sarežģītāki.

Lai arī šaubas par autentiskumu ir Arhimēda stāsts, tas ir izklaidējošs veids, kā ieviest blīvumu. Arhimēds tika nolīgts, lai noteiktu, vai kronis ir tīrs zelts, vai zelts, kas sajaukts ar sudrabu. Vannojoties, Arhimēds pamana, ka viņa ķermeņa masa un tilpums izspiež ūdeni. Viņš iesaucās “Eureka!” un mēģināja iegremdēt vienādu zelta un sudraba masu ūdenī. Sudrabs izspieda vairāk ūdens, jo tas bija mazāk blīvs. Pēc tam viņš devās pie ķēniņa un salīdzināja vainagu ar tīra zelta gabalu ar vienādu svaru. Krona izspieda vairāk ūdens nekā tīrs zelts un tādējādi bija krāpšana.

Blīvumu var izskaidrot arī ar domu eksperimentu. Iedomājieties liftu, kurā atrodas viena persona. Lifts paceļas dažus stāvus un uzņem vēl divus cilvēkus. Kad tas paceļas līdz ēkas augšai, arvien vairāk cilvēku uzkāpj uz lifta, līdz tas ir ļoti pārpildīts ar piecpadsmit cilvēkiem. Vieta lifta kabīnē tā tilpums nekad nepalielinās. Katram jaunam cilvēkam kāpjot, lifta kopējā masa palielinās, un atstarpe starp cilvēkiem kļūst arvien mazāka, tāpat kā atomi augsta blīvuma objektā. Lifta blīvums kļūst lielāks, pieaugot un savācot cilvēkus mūsu domu eksperimentā.

Vizuāls veids, kā izskaidrot blīvumu, ir peldoša objekta izpēte. Ledus vai korķa gabals peld ūdens glāzē. Vispirms jūs varat lūgt auditoriju apsvērt, kāpēc daži objekti peld un citi objekti nogrimst. Atbilde, protams, ir blīvums. Gravitācija velk visus priekšmetus, un cietie priekšmeti, kas ir blīvāki par šķidrumu, kurā tie ir suspendēti, tiks ievilkti caur šo šķidrumu pret zemi, t.i., tie nogrims. Un otrādi, ja cieta priekšmeta blīvums ir mazāks par šķidrumu, šķidrums to atbalstīs, un gravitācijas spēks nebūs pietiekams, lai to nogremdētu.