المحتوى
الكثافة هي خاصية مادية لكائن يجمع المساحة التي يشغلها الكائن مع مقدار المادة الموجودة في الكائن. رياضيا ، يتم تعريف الكثافة على أنها كتلة كائن مقسومة على حجمها. تعد الكثافة مفهومًا مهمًا في الفيزياء ولديها العديد من التطبيقات اليومية ، مثل شرح سبب تعويم الجليد في مشروبك. تعتمد طريقة توصيلك للمفهوم إلى حد ما على العمر والمستوى التعليمي لجمهورك ، ولكن هناك بعض الطرق للتعامل مع شرح الكثافة.
شرح أجزاء الكثافة
من أجل فهم الكثافة ، من المهم أولاً فهم الخصائص الفيزيائية للمكون التي تشكل الكثافة. الكتلة هي مقدار المادة الموجودة في الجسم. كثيرا ما يتم الخلط بينه وبين الوزن ، وهو مقياس مرتبط بتأثيرات الجاذبية على كتلة الجسم. الكتلة ، بينما تقاس على مقياس ، تمثل مجموع الذرات الموجودة. الحجم هو المساحة التي يشغلها كائن أو مادة. بالنسبة للمربع ، يتم حساب الحجم كعرض مضروبًا بالعمق والارتفاع. بالنسبة للكائنات غير النظامية ، تصبح الحسابات أكثر تعقيدًا.
شرح الكثافة مع أرخميدس
على الرغم من الشك في أصالتها ، إلا أن قصة أرخميدس هي وسيلة مسلية لإدخال الكثافة. تم التعاقد مع أرخميدس لتحديد ما إذا كان التاج من الذهب الخالص أو الذهب المخلوط بالفضة. أثناء الاستحمام ، لاحظ أرخميدس أن كتلة جسمه وحجم المياه النازحة. صرخ "يوريكا!" وحاول غمر كتل متساوية من الذهب والفضة في الماء. تشرد الفضة بالمزيد من المياه ، لأنها كانت أقل كثافة. وذهب بعد ذلك إلى الملك وقارن التاج بقطعة من الذهب الخالص من نفس الوزن. استبدل التاج كمية أكبر من المياه من الذهب الخالص ، وبالتالي ، كان عملية احتيال.
شرح الكثافة مع المصعد
يمكن شرح الكثافة أيضًا بتجربة فكرية. تخيل المصعد مع شخص واحد على ذلك. يرتفع المصعد بضعة طوابق ويستقبل شخصين آخرين. مع ارتفاعه إلى أعلى المبنى ، يزداد عدد الأشخاص الذين يصعدون إلى المصعد حتى يزدحم 15 شخصًا. المساحة داخل سيارة المصعد ، حجمها ، لا تكبر أبدًا. مع تقدم كل شخص جديد ، تزداد الكتلة الكلية في المصعد وتصبح المساحة بين الناس أصغر وأصغر ، مثل الذرات الموجودة في جسم عالي الكثافة. تصبح كثافة المصعد أكبر مع ارتفاعها وتجميع الأشخاص في تجربتنا الفكرية.
شرح الكثافة مع الكائنات العائمة
طريقة مرئية لشرح الكثافة هي عن طريق فحص كائن عائم. الثلج أو قطعة من الفلين تطفو في كوب من الماء. يمكنك أن تبدأ بسؤال جمهورك أن تفكر في سبب تعويم بعض الكائنات وغيرها من الأشياء. الجواب ، بالطبع ، هو الكثافة. تشد الجاذبية على كل الأجسام ، والأجسام الصلبة الأكثر كثافة من السائل الذي يتم تعليقها به سيتم سحبها عبر هذا السائل نحو الأرض ، أي أنها ستغرق. بالمقابل ، إذا كانت كثافة جسم صلب أقل من السائل ، فإن السائل سيدعمه ولن تكون قوة الجاذبية كافية لجعله يغرق.