Η πυκνότητα είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη φυσική ιδιότητα της ύλης που τεχνικά ορίζεται ως μάζα διαιρεμένη με τον όγκο. Ένα πουπουλένιο μαξιλάρι είναι λιγότερο πυκνό από ένα τούβλο του ίδιου μεγέθους επειδή ο όγκος του είναι ο ίδιος, αλλά η μάζα του μαξιλαριού είναι πολύ μικρότερη από αυτή του τούβλου. Πιθανότατα έχετε ήδη αντιμετωπίσει μία από τις σημαντικές πρακτικές εφαρμογές πυκνότητας, ίσως ακόμη και χωρίς να το γνωρίζετε.
Πλοία και υποβρύχια
Μία γνωστή εφαρμογή πυκνότητας είναι να προσδιορίσει εάν ένα αντικείμενο θα επιπλέει στο νερό ή όχι. Εάν η πυκνότητα του αντικειμένου είναι μικρότερη από την πυκνότητα του νερού, θα επιπλέει. Εάν η πυκνότητά του είναι μικρότερη από αυτή του νερού, θα βυθιστεί. Τα πλοία μπορούν να επιπλέουν επειδή έχουν δεξαμενές έρματος που συγκρατούν τον αέρα. Αυτές οι δεξαμενές παρέχουν μεγάλους όγκους μικρής μάζας, μειώνοντας έτσι την πυκνότητα του πλοίου. Μαζί με την πλευστή δύναμη που ασκεί το νερό στο πλοίο, αυτή η μειωμένη πυκνότητα επιτρέπει στο πλοίο να επιπλέει. Στην πραγματικότητα, τα υποβρύχια βουτούν κάτω από την επιφάνεια του νερού αδειάζοντας τις δεξαμενές έρματος.
Πετρελαιοκηλίδες
Όπως τα πλοία, το πετρέλαιο επιπλέει επειδή είναι λιγότερο πυκνό από το νερό, αλλά σε αντίθεση με τα πλοία, το πετρέλαιο δεν απαιτεί ειδική μηχανική. Το λάδι είναι φυσικά λιγότερο πυκνό από το νερό, και γι 'αυτό διαχωρίζεται ακόμη και η σάλτσα σαλάτας με λάδι και ξύδι, με το λάδι να αιωρείται στο ξίδι με βάση το νερό. Αν και οι πετρελαιοκηλίδες είναι επιζήμιες για το περιβάλλον, η ικανότητα του πετρελαίου να επιπλέει βοηθά στον καθαρισμό.
Υδραυλικά συστήματα
Η ροή υγρού μέσω ενός σωλήνα είναι μια σημαντική εφαρμογή πυκνότητας πραγματικού κόσμου που διέπεται από μια σχέση γνωστή ως εξίσωση Bernoulli. Η εξίσωση του Bernoulli είναι μια ειδική χρήση της έννοιας της εξοικονόμησης ενέργειας και το αποτέλεσμα είναι ότι η πυκνότητα του υγρού επηρεάζει την ταχύτητα, την πίεση και ακόμη και το ύψος του. Όσο άλλο είναι ίσο, ένα ρευστό μεγαλύτερης πυκνότητας θα ρέει μέσω ενός σωλήνα με χαμηλότερη πίεση, ταχύτητα ή ύψος, αντίστοιχα. Οι μηχανικοί βασίζονται στην εξίσωση του Bernoulli όταν σχεδιάζουν φράγματα και υδραυλικά έργα μεγάλης κλίμακας.
Κατανομή βάρους αεροπλάνου
Η εξίσωση του Bernoulli εξηγεί επίσης την ικανότητα ενός αεροπλάνου να πετά, αν και αυτό το φαινόμενο βασίζεται κυρίως στην πίεση και την ταχύτητα, όχι στην πυκνότητα. Ωστόσο, η πυκνότητα παίζει επιπλέον ρόλο στην πτήση. Η κατανομή βάρους στο αεροσκάφος αλλάζει καθώς οι κινητήρες καταναλώνουν καύσιμα, οπότε η πυκνότητα του αεροπλάνου δεν είναι ομοιόμορφη. Αυτή η απώλεια μάζας οδηγεί σε ένα μετατοπισμένο κέντρο μάζας και οι πιλότοι πρέπει να κάνουν προσαρμογές κατά τη διάρκεια της πτήσης για να λάβουν υπόψη αυτές τις αλλαγές.