چگالی به معنی میزان جرم یک ماده در حجم معین آن است. به عبارت دیگر، چگالی نشان میدهد که آیا یک جسم میتواند در آب شناور بماند یا نه.
زمانی که یک جسم در آب غوطهور میشود، دو نیروی اصلی بر آن اثر میگذارد: نیروی وزن که به سمت پایین عمل میکند و نیروی شناوری که از آب به سمت بالا عمل میکند. اگر نیروی شناوری بیشتر از نیروی وزن جسم باشد، آن جسم در آب شناور میماند و غرق نمیشود.
حال بیایید هر دو جسم را بررسی کنیم:
1. **برگ بزرگ درخت**: این برگ به دلیل شکل و ابعادش، سطح بیشتری برای تماس با آب دارد. چگالی برگ به طور کلی کمتر از چگالی آب است، به همین دلیل نیروی شناوری که بر روی برگ عمل میکند، بیشتر از نیروی وزن آن است. لذا برگ در آب فرو نمیرود و روی سطح آب میماند.
2. **دانه کوچک شن**: دانه شن نسبت به اندازهاش دارای چگالی بالایی است. نیروی وزن آن به نسبت به سطحی که دارد، قویتر از نیروی شناوری است که آب بر روی آن ایجاد میکند. بنابراین، دانه شن به راحتی در آب غرق میشود.
به همین خاطر، چگالی و چگونگی عمل نیروی شناوری باعث میشود که برگ بزرگ درخت در آب نرود ولی دانه شن غرق شود.