Hvorfor gummibåd i vand

Videnskaben om tæthed og opdrift bestemmer om genstande skal synke eller flyde i vand. Hvis en objekts densitet er større end vand, vil den synke. Omvendt, hvis en objekts densitet er mindre end vand, vil den flyde. I tilfælde af gummi flyder det, fordi dens tæthed er langt mindre end vandets.

Tæthed

Tæthed er et mål for, hvor meget masse en genstand besidder for et givet volumen. Masse måles typisk i gram og volumen i kubikcentimeter. Jo tættere et objekt er, desto mere vil det veje. For eksempel, hvis objekt A har en densitet på 10, og objekt B har en densitet på 100; objekt B vil veje 10 gange så meget som objekt A.

Opdrift

Archimedes 'princip erklærer, at flydende kraft på en nedsænket genstand er lig med vægten af ​​væsken forskudt af objektet. Angives en anden måde, hvis objektets masse er mindre end vandets masse for det givne volumen, vil genstanden blive tvunget opad til overfladen af ​​opdriftskraften. Hvis objektets masse er større end vandets masse, for det givne volumen, vil objektet synke, fordi den flydende kraft ikke er stærk nok til at understøtte objektet.

Tætheds forhold til opdrift

Opdrift er afhængig af to faktorer: masse og volumen. Disse tilfældigvis er de samme to faktorer, der bestemmer en objekts tæthed. For at sammenligne de relative masser af en genstand og vand skal spørgsmålet om volumen fjernes fra ligningen. Dette opnås ved at sammenligne objektets densitet med densiteten af ​​vand. Vandtætheden, selv om den varierer lidt afhængigt af temperaturen, antages at være 1 gram pr. Kubikcentimeter. Ved at sammenligne denne tæthed med tætheden af ​​en hvilken som helst anden genstand kan det bestemmes, om objektets relative densitet er højere eller lavere end vandets. Hvis det er højere, vil det synke, og hvis det er lavere, vil det flyde.

Gummi i vand

Tætheden af ​​blød gummi er 0,11 gram pr. Kubikcentimeter. Hvis du havde en gummikubus med sider lig med 10 centimeter, ville dens volumen være 1000 kubikcentimeter. Massen af ​​denne gummikubbe ville være lige dens densitet multipliceret med 1.000 eller 110 gram. Hvis denne gummikubus blev anbragt i vand, ville den forskyde 1000 kubikcentimeter vand. Vandet af det fordrevne vand ville være lig med dens densitet multipliceret med 1.000 eller 1.000 gram. Archimedes 'princip siger, at gummiet ville flyde, fordi vandets vandkraft, der svarer til 1000 gram, ville være større end gummikubens vægt, 110 gram. Selvom dette viser matematikken bag gummens opdrift, er alt, hvad der virkelig er nødvendigt, simpelthen at sammenligne dens tæthed med vandets, da det tager volumen helt ud af ligningen. Fordi gummiens tæthed er mindre end vandet, ved du, at det vil flyde - uanset hvor meget gummi du sænker.