Como explicar a densidade

A densidade é uma propriedade física de um objeto que combina o espaço que um objeto ocupa e a quantidade de matéria presente no objeto. Matematicamente, a densidade é definida como a massa de um objeto dividida por seu volume. A densidade é um conceito importante na física e tem muitas aplicações cotidianas, como explicar por que o gelo em sua bebida flutua. A forma como você comunica o conceito depende um pouco da idade e do nível de educação de seu público, mas existem algumas maneiras de abordar explicando a densidade.

Para entender a densidade, é importante primeiro entender as propriedades físicas dos componentes que constituem a densidade. Massa é a quantidade de matéria presente em um objeto. É frequentemente confundido com peso, que é uma medida relacionada dos efeitos da gravidade na massa de um objeto. A massa, embora medida em uma escala, representa a soma total dos átomos presentes. Volume é o espaço que um objeto ou substância ocupa. Para uma caixa, o volume seria calculado como largura multiplicada pela profundidade e altura. Para objetos irregulares, os cálculos ficam mais complicados.

Embora duvidosa em sua autenticidade, a história de Arquimedes é uma forma divertida de introduzir densidade. Arquimedes foi contratado para determinar se uma coroa era ouro puro ou ouro misturado com prata. Ao tomar banho, Arquimedes nota que sua massa corporal e volume deslocam a água. Ele exclamou "Eureka!" e tentei imergir massas iguais de ouro e prata na água. A prata deslocou mais água, porque era menos densa. Ele então foi até o rei e comparou a coroa a uma peça de ouro puro de igual peso. A coroa deslocou mais água do que o ouro puro e, portanto, foi uma fraude.

A densidade também pode ser explicada com um experimento mental. Imagine um elevador com uma pessoa nele. O elevador sobe alguns andares e pega mais duas pessoas. À medida que sobe para o topo do edifício, mais e mais pessoas entram no elevador até que está lotado com quinze pessoas. O espaço dentro da cabine do elevador, seu volume, nunca fica maior. Conforme cada nova pessoa sobe, a massa total no elevador aumenta e o espaço entre as pessoas se torna cada vez menor, como os átomos em um objeto de alta densidade. A densidade do elevador se torna maior à medida que sobe e reúne pessoas em nosso experimento mental.

Uma maneira visual de explicar a densidade é examinando um objeto flutuante. Gelo ou um pedaço de cortiça flutua em um copo d'água. Você pode começar perguntando ao seu público por que alguns objetos flutuam e outros afundam. A resposta, claro, é densidade. A gravidade atrai todos os objetos, e objetos sólidos que são mais densos do que o fluido em que estão suspensos serão puxados por esse fluido em direção ao solo, ou seja, eles afundarão. Por outro lado, se a densidade de um objeto sólido for menor que a do fluido, o fluido irá suportá-lo e a força da gravidade não será suficiente para fazê-lo afundar.