תוֹכֶן
צפיפות היא תכונה פיזית של אובייקט המשלב את המרחב שאובייקט תופס ואת כמות החומר שנמצא באובייקט. מבחינה מתמטית צפיפות מוגדרת כמסה של אובייקט מחולק בנפח שלו. צפיפות היא מושג חשוב בפיזיקה ויש לו יישומים יומיומיים רבים, כגון הסבר מדוע הקרח במשקה שלך צף. האופן בו אתה מתקשר את הרעיון תלוי במידה מסוימת בגיל ובשיעור ההשכלה של הקהל שלך, אך יש כמה דרכים לגשת להסביר את הצפיפות.
הסבר את חלקי הצפיפות
בכדי להבין את הצפיפות, חשוב להבין תחילה את התכונות הפיזיקליות של הרכיב המרכיבות את הצפיפות. המיסה היא כמות החומר שנמצא באובייקט. זה מבולבל לעיתים קרובות עם משקל, המהווה מדידה קשורה של השפעות הכובד על מסת האובייקט. המסה, כאשר היא נמדדת בסולם, מייצגת את סך כל האטומים הנוכחים. נפח הוא המרחב שאובייקט או חומר תופס. עבור תיבה, הנפח יחושב כרוחב כפול עומק וגובה. עבור אובייקטים לא סדירים, החישובים מסתבכים יותר.
הסבר צפיפות עם ארכימדס
הספק של ארכימדס הוא אמנם ספק בספקיותו, אך הוא דרך מבדרת להכניס צפיפות. ארכימדס נשכר כדי לקבוע אם כתר הוא זהב טהור או זהב מעורבב עם כסף. בעודו מתרחץ, ארכימדס הבחין כי מסת גופו ונפחו עיקו מים. הוא קרא "יוריקה!" וניסה לטבול המוני שווה של זהב וכסף במים. הכסף עקר יותר מים, מכיוון שהיה פחות צפוף. לאחר מכן ניגש למלך והשווה את הכתר לפיסת זהב טהור במשקל שווה. הכתר עקק יותר מים מהזהב הטהור, ובכך היה הונאה.
הסבר צפיפות עם מעלית
צפיפות יכולה להיות מוסברת גם באמצעות ניסוי מחשבה. דמיין מעלית עם אדם אחד עליה. המעלית עולה כמה קומות ומרימה שני אנשים נוספים. ככל שהוא עולה לראש הבניין, יותר ויותר אנשים עולים על המעלית עד שהיא צפופה מאוד בחמישה עשר אנשים. החלל בתוך מכונית המעלית, נפחו, לעולם לא גדל. ככל שכל אדם חדש ממשיך, המסה הכוללת במעלית גדלה והמרחב בין האנשים הולך וקטן יותר, כמו האטומים באובייקט בצפיפות גבוהה. צפיפות המעלית הולכת וגדלה ככל שהיא עולה ואוספת אנשים בניסוי המחשבה שלנו.
הסבר צפיפות עם חפצים צפים
דרך חזותית להסביר את הצפיפות היא על ידי בחינת אובייקט צף. קרח או חתיכת פקק צפים בכוס מים. אתה יכול להתחיל בבקשה מהקהל שלך לשקול מדוע כמה אובייקטים צפים וחפצים אחרים שוקעים. התשובה, כמובן, היא צפיפות. כוח המשיכה מושך את כל העצמים, וחפצים מוצקים שהם צפופים יותר מהנוזל בו הם תלויים יימשכו דרך הנוזל לכיוון האדמה, כלומר הם ישקעו. לעומת זאת, אם צפיפותו של אובייקט מוצק היא פחות מהנוזל, הנוזל יתמוך בו וכוח הכובד לא יספיק בכדי לגרום לו לשקוע.