Videnskaben om tæthed og opdrift bestemmer, om genstande vil synke eller flyde i vand. Hvis et objekts tæthed er større end vand, vil det synke. Omvendt, hvis en genstands tæthed er mindre end vand, vil den flyde. I tilfælde af gummi flyder det, fordi dets densitet er langt mindre end vandets.
Massefylde
Densitet er et mål for, hvor meget masse et objekt besidder for et givet volumen. Masse måles typisk i gram og volumen i kubikcentimeter. Jo tættere et objekt er, jo mere vejer det. For eksempel, hvis objekt A har en densitet på 10, og objekt B har en densitet på 100; objekt B vejer 10 gange så meget som objekt A.
Opdrift
Archimedes 'princip erklærer, at den flydende kraft på en nedsænket genstand er lig med vægten af den væske, der forskydes af objektet. Sagt på en anden måde, hvis objektets masse er mindre end vandets masse, for det givne volumen, vil objektet blive tvunget opad til overfladen af den flydende kraft. Hvis genstandens 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.
Densitets forhold til opdrift
Opdrift afhænger af to faktorer: masse og volumen. Disse tilfældigvis er de samme to faktorer, der bestemmer et objekts tæthed. For at sammenligne de relative masser af et objekt og vand skal volumenproblemet fjernes fra ligningen. Dette opnås ved at sammenligne objektets densitet med densiteten af vand. Vandtætheden antages, selvom det varierer lidt afhængigt af temperaturen, til at være 1 gram pr. Kubikcentimeter. Ved at sammenligne denne densitet med densiteten af ethvert andet objekt, kan det bestemmes, om objektets relative densitet er højere eller lavere end vandets. Hvis den er højere, vil den synke, og hvis den er lavere, vil den flyde.
Gummi i vand
Densiteten af blød gummi er 0,11 gram pr. Kubikcentimeter. Hvis du havde en gummikub med sider svarende til 10 centimeter, ville dens volumen være 1.000 kubikcentimeter. Massen af denne gummi terning ville være lig med dens densitet ganget med 1.000 eller 110 gram. Hvis denne gummikub blev placeret i vand, ville den fortrænge 1.000 kubikcentimeter vand. Massen på det fortrængte vand ville være lig med dens densitet ganget med 1.000 eller 1.000 gram. Archimedes 'princip siger, at gummiet flyder, fordi vandets opdriftskraft svarende til 1.000 gram ville være større end gummikubens vægt, 110 gram. Mens dette viser matematikken bag gummiets opdrift, er alt, hvad der virkelig kræves, blot at sammenligne dens densitet med vandets, da dette tager volumen helt ud af ligningen. Fordi gummiets densitet er mindre end vandets, ved du, at den vil flyde - uanset hvor meget gummi du nedsænker.
