ความหนาแน่นเป็นคุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุที่รวมพื้นที่ที่วัตถุใช้ขึ้นและปริมาณของสสารที่มีอยู่ในวัตถุ ในทางคณิตศาสตร์ ความหนาแน่นถูกกำหนดให้เป็นมวลของวัตถุหารด้วยปริมาตร ความหนาแน่นเป็นแนวคิดที่สำคัญในวิชาฟิสิกส์และมีการใช้งานในชีวิตประจำวันมากมาย เช่น การอธิบายว่าทำไมน้ำแข็งในเครื่องดื่มของคุณถึงลอยได้ วิธีที่คุณสื่อสารแนวคิดนั้นขึ้นอยู่กับอายุและระดับการศึกษาของผู้ฟังของคุณบ้าง แต่มีวิธีอธิบายความหนาแน่นสองสามวิธี
การอธิบายส่วนต่างๆ ของความหนาแน่น
เพื่อให้เข้าใจความหนาแน่น อันดับแรกต้องเข้าใจคุณสมบัติทางกายภาพของส่วนประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นความหนาแน่น มวลคือปริมาณของสสารที่มีอยู่ในวัตถุ มักสับสนกับน้ำหนัก ซึ่งเป็นการวัดผลกระทบของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อมวลของวัตถุ มวล ในขณะที่วัดเป็นมาตราส่วน แสดงถึงผลรวมของอะตอมที่มีอยู่ ปริมาตรคือช่องว่างที่วัตถุหรือสสารใช้ สำหรับกล่อง ปริมาตรจะคำนวณเป็นความกว้างคูณด้วยความลึกและความสูง สำหรับวัตถุที่ไม่ธรรมดา การคำนวณจะซับซ้อนมากขึ้น
อธิบายความหนาแน่นด้วยอาร์คิมิดีส
แม้ว่าจะมีข้อสงสัยในความถูกต้อง เรื่องราวของอาร์คิมิดีสเป็นวิธีที่สนุกสนานในการแนะนำความหนาแน่น อาร์คิมิดีสได้รับการว่าจ้างให้ตรวจสอบว่ามงกุฎเป็นทองคำบริสุทธิ์หรือทองคำผสมเงิน ขณะอาบน้ำ อาร์คิมิดีสสังเกตเห็นว่ามวลกายและปริมาตรของเขาทำให้น้ำถูกแทนที่ เขาอุทาน “ยูเรก้า!” และพยายามจุ่มทองคำและเงินลงไปในน้ำจำนวนเท่าๆ กัน เงินจะแทนที่น้ำมากขึ้น เพราะมันมีความหนาแน่นน้อยกว่า จากนั้นเขาก็ไปเฝ้ากษัตริย์และเปรียบเทียบมงกุฎกับทองคำบริสุทธิ์ชิ้นหนึ่งซึ่งมีน้ำหนักเท่ากัน มงกุฎเปลี่ยนน้ำมากกว่าทองคำบริสุทธิ์และดังนั้นจึงเป็นการหลอกลวง
อธิบายความหนาแน่นด้วยลิฟต์
ความหนาแน่นยังสามารถอธิบายได้ด้วยการทดลองทางความคิด ลองนึกภาพลิฟต์ที่มีคนอยู่บนนั้น ลิฟต์ขึ้นไปสองสามชั้นแล้วรับอีกสองคน เมื่อขึ้นไปถึงยอดตึก คนขึ้นลิฟต์กันเยอะขึ้นเรื่อยๆ จนแออัดไปด้วยคนสิบห้าคน พื้นที่ภายในรถลิฟต์ ปริมาตรของมันไม่เคยใหญ่โต เมื่อคนใหม่แต่ละคนขึ้นไป มวลทั้งหมดในลิฟต์จะเพิ่มขึ้น และช่องว่างระหว่างผู้คนจะเล็กลงเรื่อยๆ เหมือนอะตอมในวัตถุที่มีความหนาแน่นสูง ความหนาแน่นของลิฟต์จะมากขึ้นเมื่อลิฟต์สูงขึ้นและรวบรวมผู้คนในการทดลองทางความคิดของเรา
อธิบายความหนาแน่นด้วยวัตถุลอยน้ำ
วิธีที่มองเห็นได้ในการอธิบายความหนาแน่นคือการตรวจสอบวัตถุที่ลอยอยู่ น้ำแข็งหรือไม้ก๊อกลอยอยู่ในแก้วน้ำ คุณสามารถเริ่มต้นด้วยการขอให้ผู้ชมพิจารณาว่าทำไมวัตถุบางชิ้นจึงลอยและวัตถุอื่นๆ จึงจม คำตอบคือความหนาแน่น แรงโน้มถ่วงดึงวัตถุทั้งหมด และวัตถุที่เป็นของแข็งที่มีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวที่แขวนอยู่จะถูกดึงผ่านของเหลวนั้นไปยังพื้น กล่าวคือ วัตถุเหล่านั้นจะจมลง ในทางกลับกัน หากความหนาแน่นของวัตถุแข็งน้อยกว่าของเหลว ของเหลวก็จะรองรับและแรงโน้มถ่วงจะไม่เพียงพอที่จะทำให้มันจม