Sådan fortæller du, om et objekt vil synke eller flyde

Om et objekt synker eller flyder afhænger af objektets densitet og væsken, hvori den er nedsænket. Et objekt, der er tættere end en væske, vil synke i væsken, mens et objekt, der er mindre tæt, vil flyde. En flydende genstand siges at være flydende. Den klassiske græske opfinder Archimedes var først at forstå, at opdrift er en kraft og erklæret det i et vigtigt princip, der bærer hans navn. Archimedes 'princip fortæller, at ethvert objekt nedsænket i eller flydende i en væske opdrættes af en kraft svarende til vægten af ​​fordrevne væsker.

Iron Ball in Water

Overvej en jernkugle af volumen 1 cc (cm-kuber) nedsænket i vand. Find tæthederne af jern og vand fra tabeller i en kemihåndbog eller lærebog.

Bemærk, at tætheden af ​​jern (7,87 g pr. Cm-kub) er meget højere end vandtætheden (1 g pr. Cm- cubed.)

Bestem flydende kraft, der virker på jernkuglen ved at multiplicere vandtætheden ved det fordrevne vandvolumen: 1 gram /cm-kupert x 1 cm-kupert = 1 g. Jernkuglen vejer 7,87 g, hvilket er større end den flydende kraft, og derfor støder jernbolden.

Heliumballon

Overvej en ballon, der indeholder 10.000 kubikmeter heliumgas. Nær jordens overflade og ved en temperatur på 68 grader Fahrenheit er tætheden af ​​helium ca. 0,02 pund (lbs) pr. Fod-kuberet (ft-cubed), og lufttætheden er ca. 0,08 lbs pr. Ft-kub.

Beregn vægten af ​​fortrængt luft som følger: 10.000 ft-kupert x 0,08 lbs /ft-cubed = 800 lbs. Beregn heliumets vægt i ballonen: 10.000 ft-kuberet = 200 lbs.

Bemærk ifølge Archimedes 'princip, at luften udøver en flydende kraft på 800 lbs på ballon. Fordi helium i ballonen vejer kun 200 lbs, vil ballonen stige op, hvis ballonens samlede udstyr og udstyr er mindre end forskellen mellem vægten af ​​luft og heliumvægten, hvilket er 600 lbs. Når ballonen stiger, falder vægten af ​​fordrevne luft på grund af faldende lufttæthed. Ballonen vil stoppe stigende, når vægten afvejes af luftens flydende kraft.