Hvordan forklare tetthet

Tetthet er en fysisk egenskap til et objekt som kombinerer rommet som et objekt tar opp og mengden materie som er tilstede i objektet. Matematisk er tetthet definert som massen til et objekt delt på volumet. Tetthet er et viktig konsept i fysikk og har mange hverdagslige bruksområder, for eksempel å forklare hvorfor isen i drikken din flyter. Hvordan du kommuniserer konseptet avhenger noe av publikumets alder og utdanningsnivå, men det er noen måter å nærme seg på å forklare tetthet.

For å forstå tetthet, er det viktig å først forstå komponentens fysiske egenskaper som utgjør tetthet. Masse er mengden materie som er tilstede i et objekt. Det forveksles ofte med vekt, som er en relatert måling av virkningen av tyngdekraften på massen til et objekt. Masse representerer summen av tilstedeværende atomer mens den er målt på en skala. Volum er rommet et objekt eller stoff tar opp. For en boks vil volumet bli beregnet som bredde multiplisert med dybde og høyde. For uregelmessige objekter blir beregningene mer kompliserte.

Selv om historien om Archimedes er tvilsom, er den en underholdende måte å introdusere tetthet på. Archimedes ble ansatt for å avgjøre om en krone var rent gull eller gull blandet med sølv. Mens han badet, legger Archimedes merke til at kroppsmasse og volum fortrengte vann. Han utbrøt “Eureka!” og prøvde å senke like store mengder gull og sølv i vann. Sølvet fortrengte mer vann, fordi det var mindre tett. Så gikk han til kongen og sammenlignet kronen med et stykke rent gull med samme vekt. Kronen fortrengte mer vann enn det rene gullet og var dermed en svindel.

Tetthet kan også forklares med et tankeeksperiment. Se for deg en heis med en person på. Heisen går opp noen etasjer og plukker opp to personer til. Når den stiger til toppen av bygningen, kommer flere og flere mennesker på heisen til den er veldig overfylt med femten personer. Plassen inne i heisbilen, volumet, blir aldri større. Når hver nye person kommer på, øker den totale massen i heisen, og rommet mellom folket blir mindre og mindre, som atomene i et objekt med høy tetthet. Tettheten til heisen blir større når den stiger og samler mennesker i vårt tankeeksperiment.

En visuell måte å forklare tetthet på er ved å undersøke et flytende objekt. Is eller et stykke kork flyter i et glass vann. Du kan starte med å be publikum om å vurdere hvorfor noen objekter flyter og andre gjenstander synker. Svaret er selvfølgelig tetthet. Tyngdekraften trekker på alle gjenstander, og faste gjenstander som er tettere enn væsken de er suspendert i, vil bli trukket gjennom væsken mot bakken, dvs. de vil synke. Omvendt, hvis tettheten til en fast gjenstand er mindre enn væsken, vil væsken støtte den og tyngdekraften vil ikke være nok til å få den til å synke.