Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Hvordan kan studiet af tæthed anvendes i den virkelige verden?

Tæthed er en meget anvendt fysisk egenskab ved stof, der teknisk defineres som masse divideret med volumen. En fjerpude er mindre tæt end en mursten af samme størrelse, fordi volumen er den samme, men puden er meget mindre end murstenens. Du har sandsynligvis allerede stødt på en af de vigtige praktiske anvendelser af tæthed, måske endda uden at vide.
Skibe og ubåde

En velkendt anvendelse af densitet er at bestemme, om et objekt vil flyde på vand eller ej. Hvis objektets densitet er mindre end densiteten for vand, vil den flyde; hvis dens densitet er mindre end vandets, synker den. Skibe kan flyde, fordi de har ballasttanke, der holder luft; disse tanke giver store mængder med lille masse, hvilket reducerer skibets tæthed. Sammen med den drivende kraft, som vandet udøver på skibet, giver denne reducerede densitet skibet mulighed for at flyde. Faktisk dykker ubåde ned under vandoverfladen ved at tømme deres ballasttanke.
Oliespild

Som skibe flyder olie, fordi det er mindre tæt end vand, men i modsætning til skibe kræver olie ingen speciel teknik . Olie er naturligvis mindre tæt end vand, og det er grunden til, at selv olie og eddike salatdressing adskilles, med olien flydende på den vandbaserede eddike. Selvom oliespild er skadelig for miljøet, er olieens evne til at flyde hjælpemidler oprydning.
VVS-systemer

Fluidstrømning gennem et rør er en vigtig anvendelse i den virkelige verden af densitet styret af en relation kendt som Bernoullis ligning. Bernoullis ligning er en speciel anvendelse af begrebet konservering af energi, og resultatet er, at væskens densitet påvirker væskens hastighed, tryk og endda dens højde. Alt andet lige vil en væske med større densitet strømme gennem et rør med henholdsvis lavere tryk, hastighed eller højde. Ingeniører er afhængige af Bernoullis ligning, når de designer dæmninger og store VVS-projekter.
Flyvægtsfordeling

Bernoullis ligning tegner sig også for et flys evne til at flyve, skønt dette fænomen primært afhænger af tryk og hastighed , ikke densitet. Dog spiller densitet en yderligere rolle i flyvningen. Vægtfordelingen om bord på flyene ændres, når motorerne bruger brændstof, så flyets tæthed er ikke ens. Dette tab af masse resulterer i et skiftende massecenter, og piloter skal foretage justeringer under flyvningen for at redegøre for disse ændringer.