Dichtheid is een fysieke eigenschap van een object die de ruimte die een object inneemt combineert met de hoeveelheid materie die in het object aanwezig is. Wiskundig wordt dichtheid gedefinieerd als de massa van een object gedeeld door het volume. Dichtheid is een belangrijk begrip in de natuurkunde en heeft veel alledaagse toepassingen, zoals uitleggen waarom het ijs in je drankje drijft. Hoe u het concept communiceert, hangt enigszins af van de leeftijd en het opleidingsniveau van uw publiek, maar er zijn een paar manieren om het uitleggen van dichtheid te benaderen.
De delen van dichtheid uitleggen
Om de dichtheid te begrijpen, is het belangrijk om eerst de fysieke eigenschappen van de componenten te begrijpen waaruit de dichtheid bestaat. Massa is de hoeveelheid materie die in een object aanwezig is. Het wordt vaak verward met gewicht, wat een verwante meting is van de effecten van zwaartekracht op de massa van een object. Massa, gemeten op een schaal, vertegenwoordigt de som van de aanwezige atomen. Volume is de ruimte die een object of substantie inneemt. Voor een doos zou het volume worden berekend als breedte vermenigvuldigd met diepte en hoogte. Voor onregelmatige objecten worden de berekeningen ingewikkelder.
Dichtheid uitleggen met Archimedes
Hoewel de authenticiteit twijfelachtig is, is het verhaal van Archimedes een vermakelijke manier om dichtheid te introduceren. Archimedes werd ingehuurd om te bepalen of een kroon puur goud was of goud vermengd met zilver. Terwijl hij een bad neemt, merkt Archimedes dat zijn lichaamsmassa en volume water verdrongen. Hij riep "Eureka!" en probeerde gelijke hoeveelheden goud en zilver in water onder te dompelen. Het zilver verplaatste meer water, omdat het minder dicht was. Hij ging toen naar de koning en vergeleek de kroon met een stuk puur goud van hetzelfde gewicht. De kroon verplaatste meer water dan het zuivere goud en was dus een bedrieger.
Dichtheid uitleggen met een lift
Dichtheid kan ook verklaard worden met een gedachte-experiment. Stel je een lift voor met één persoon erop. De lift gaat een paar verdiepingen omhoog en pikt nog twee mensen op. Terwijl het naar de top van het gebouw stijgt, stappen steeds meer mensen in de lift totdat het met vijftien mensen erg druk is. De ruimte in de liftkooi, het volume, wordt nooit groter. Naarmate elke nieuwe persoon instapt, neemt de totale massa in de lift toe en wordt de ruimte tussen de mensen steeds kleiner, zoals de atomen in een object met hoge dichtheid. De dichtheid van de lift wordt groter naarmate hij stijgt en mensen verzamelt in ons gedachte-experiment.
Dichtheid verklaren met zwevende objecten
Een visuele manier om dichtheid te verklaren is door een drijvend object te onderzoeken. IJs of een stuk kurk drijft in een glas water. U kunt beginnen door uw publiek te vragen waarom sommige objecten drijven en andere objecten zinken. Het antwoord is natuurlijk dichtheid. De zwaartekracht trekt aan alle objecten en vaste objecten die dichter zijn dan de vloeistof waarin ze zijn opgehangen, zullen door die vloeistof naar de grond worden getrokken, d.w.z. ze zullen zinken. Omgekeerd, als de dichtheid van een vast object kleiner is dan de vloeistof, zal de vloeistof het ondersteunen en zal de zwaartekracht niet voldoende zijn om het te laten zinken.