Inhoud
- De delen van dichtheid toelichten
- Dichtheid verklaren met Archimedes
- Dichtheid verklaren met een lift
- Densiteit verklaren met drijvende objecten
Dichtheid is een fysieke eigenschap van een object dat 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 zijn volume. Dichtheid is een belangrijk concept in de natuurkunde en kent vele dagelijkse toepassingen, zoals uitleggen waarom het ijs in je drankje drijft. Hoe je het concept communiceert, hangt enigszins af van de leeftijd en het opleidingsniveau van je publiek, maar er zijn een paar manieren om de dichtheid te verklaren.
De delen van dichtheid toelichten
Om de dichtheid te begrijpen, is het belangrijk om eerst de fysische eigenschappen van de componenten te begrijpen die de dichtheid vormen. Massa is de hoeveelheid materie die in een object aanwezig is. Het wordt vaak verward met gewicht, wat een gerelateerde meting is van de effecten van zwaartekracht op de massa van een object. Massa, gemeten op een schaal, vertegenwoordigt het totaal van 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 verklaren met Archimedes
Hoewel twijfelachtig in zijn authenticiteit, 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 gemengd met zilver. Terwijl hij een bad neemt, merkt Archimedes op dat zijn lichaamsmassa en volume water verplaatst. Hij riep “Eureka!” Uit 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 fraude.
Dichtheid verklaren met een lift
Dichtheid kan ook worden verklaard met een gedachte-experiment. Stel je een lift voor met één persoon erop. De lift gaat een paar verdiepingen omhoog en haalt nog twee mensen op. Terwijl het naar de top van het gebouw stijgt, stappen steeds meer mensen in de lift tot het erg druk is met vijftien mensen. 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 kleiner en kleiner, zoals de atomen in een object met een hoge dichtheid. De dichtheid van de lift wordt groter naarmate deze stijgt en mensen verzamelt in ons gedachte-experiment.
Densiteit verklaren met drijvende objecten
Een visuele manier om dichtheid te verklaren is door een zwevend object te onderzoeken. IJs of een stuk kurk drijft in een glas water. U kunt beginnen door uw publiek te vragen te overwegen waarom sommige objecten zweven en andere objecten zinken. Het antwoord is natuurlijk dichtheid. Zwaartekracht trekt aan alle objecten, en vaste objecten die dichter zijn dan de vloeistof waarin ze zijn opgehangen, worden door die vloeistof naar de grond getrokken, d.w.z. ze zullen zinken. Omgekeerd, als de dichtheid van een vast object lager is dan de vloeistof, zal de vloeistof deze ondersteunen en zal de zwaartekracht niet voldoende zijn om het te laten zinken.