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密度は、オブジェクトが占める空間とオブジェクト内に存在する物質の量を組み合わせたオブジェクトの物理的特性です。数学的には、密度はオブジェクトの質量をその体積で割ったものとして定義されます。密度は物理学における重要な概念であり、飲み物の氷が浮く理由を説明するなど、多くの日常的な用途があります。コンセプトをどのように伝えるかは、視聴者の年齢と教育レベルにある程度依存しますが、密度の説明に取り組む方法はいくつかあります。
密度の部分の説明
密度を理解するには、密度を構成するコンポーネントの物理的特性を最初に理解することが重要です。質量は、オブジェクトに存在する物質の量です。重量と混同されることがよくあります。これは、物体の質量に対する重力の影響の関連する測定です。質量は、スケールで測定される一方で、存在する原子の合計を表します。ボリュームは、オブジェクトまたは物質が占めるスペースです。ボックスの場合、体積は幅に奥行きと高さを掛けて計算されます。不規則なオブジェクトの場合、計算はより複雑になります。
アルキメデスで密度を説明する
アルキメデスの物語は、その信ity性には疑いの余地がありますが、密度をもたらす面白い方法です。アルキメデスは、王冠が純金か銀を混ぜた金かを判断するために雇われました。入浴中、アルキメデスは自分の体重と容積が水に置き換わったことに気付きました。彼は「ユーリカ！」と叫び、金と銀の等しい質量を水に浸してみました。銀は密度が低いため、より多くの水を置き換えました。それから彼は王のところに行き、王冠を等しい重量の純金と比較しました。王冠は純金よりも多くの水を置換したため、詐欺でした。
エレベーターで密度を説明する
密度も思考実験で説明できます。 1人が乗るエレベーターを想像してください。エレベーターは数階上に上がり、さらに2人を迎えます。ビルの最上部に上がると、15人で非常に混雑するまで、ますます多くの人がエレベーターに乗ります。エレベーターの車内のスペース、その容積は決して大きくなりません。新しい人が乗るたびに、エレベーター内の総質量が増加し、高密度オブジェクトの原子のように、人と人の間のスペースがますます小さくなります。エレベータの密度は、思考実験で上昇して人を集めるにつれて大きくなります。
浮動オブジェクトの密度の説明
密度を視覚的に説明する方法は、浮遊オブジェクトを調べることです。氷またはコルクが水に浮かんでいます。視聴者に、なぜ一部のオブジェクトが浮くのか、他のオブジェクトが沈むのかを考えてもらうことから始めます。もちろん、答えは密度です。重力はすべてのオブジェクトを引っ張り、浮遊している流体よりも密度の高い固体オブジェクトは、その流体を通って地面に向かって引っ張られます。逆に、固体オブジェクトの密度が流体よりも小さい場合、流体はそれを支え、重力はそれを沈めるのに十分ではありません。