Warum Gummi im Wasser schwimmt

Die Wissenschaft der Dichte und des Auftriebs bestimmt, ob Objekte im Wasser sinken oder schwimmen. Wenn die Dichte eines Objekts größer als Wasser ist, sinkt es. Umgekehrt, wenn die Dichte eines Objekts geringer als die von Wasser ist, schwimmt es. Im Fall von Gummi schwimmt es, weil seine Dichte weit geringer ist als die von Wasser.

Die Dichte ist ein Maß dafür, wie viel Masse ein Objekt für ein bestimmtes Volumen besitzt. Masse wird normalerweise in Gramm und Volumen in Kubikzentimetern gemessen. Je dichter ein Objekt ist, desto mehr wiegt es. Wenn beispielsweise Objekt A eine Dichte von 10 und Objekt B eine Dichte von 100 hat; Objekt B wiegt zehnmal so viel wie Objekt A.

Das archimedische Prinzip besagt, dass die Auftriebskraft auf ein untergetauchtes Objekt gleich dem Gewicht der durch das Objekt verdrängten Flüssigkeit ist. Anders ausgedrückt, wenn die Masse des Objekts kleiner ist als die Masse des Wassers, wird das Objekt für das gegebene Volumen durch die Auftriebskraft nach oben an die Oberfläche gedrückt. Wenn die Masse des Objekts größer als die Masse des Wassers ist, sinkt das Objekt für das gegebene Volumen, da die Auftriebskraft nicht stark genug ist, um das Objekt zu stützen.

Der Auftrieb hängt von zwei Faktoren ab: Masse und Volumen. Dies sind zufällig die gleichen beiden Faktoren, die die Dichte eines Objekts bestimmen. Um die relativen Massen eines Objekts und Wassers zu vergleichen, muss die Frage des Volumens aus der Gleichung entfernt werden. Dies wird erreicht, indem die Dichte des Objekts mit der Dichte von Wasser verglichen wird. Die Dichte von Wasser, obwohl sie je nach Temperatur leicht variiert, wird mit 1 Gramm pro Kubikzentimeter angenommen. Durch Vergleich dieser Dichte mit der Dichte eines anderen Objekts kann festgestellt werden, ob die relative Dichte des Objekts höher oder niedriger ist als die von Wasser. Ist er höher, sinkt er, ist er niedriger, schwimmt er.

Die Dichte von Weichgummi beträgt 0,11 Gramm pro Kubikzentimeter. Wenn Sie einen Gummiwürfel mit einer Seitenlänge von 10 Zentimetern hätten, würde sein Volumen 1.000 Kubikzentimeter betragen. Die Masse dieses Gummiwürfels wäre gleich seiner Dichte multipliziert mit 1.000 oder 110 Gramm. Würde dieser Gummiwürfel ins Wasser gelegt, würde er 1.000 Kubikzentimeter Wasser verdrängen. Die Masse des verdrängten Wassers wäre gleich seiner Dichte multipliziert mit 1.000 oder 1.000 Gramm. Das Prinzip von Archimedes besagt, dass der Gummi schwimmt, weil der Auftrieb des Wassers, der 1.000 Gramm entspricht, größer wäre als das Gewicht des Gummiwürfels von 110 Gramm. Während dies die Mathematik hinter dem Auftrieb von Gummi demonstriert, ist es wirklich erforderlich, einfach seine Dichte mit der von Wasser zu vergleichen, da dies das Volumen vollständig aus der Gleichung herausnimmt. Da die Dichte von Gummi geringer ist als die von Wasser, wissen Sie, dass es schwimmt – egal wie viel Gummi Sie eintauchen.