Πώς να πει εάν ένα αντικείμενο θα βυθιστεί ή θα επιπλέει

Σκεφτείτε μια σιδερένια σφαίρα όγκου 1 cc (cm-cubed) βυθισμένη σε νερό. Βρείτε τις πυκνότητες σιδήρου και νερού από πίνακες σε ένα εγχειρίδιο χημείας ή εγχειρίδιο.

Σημειώστε ότι η πυκνότητα του σιδήρου (7,87 g ανά cm-cubed) είναι πολύ υψηλότερη από την πυκνότητα του νερού (1 g ανά cm-cubed).

Προσδιορίστε την πλευστή δύναμη που ενεργεί πάνω στο σίδερο, πολλαπλασιάζοντας την πυκνότητα του νερού με τον μετατοπισμένο όγκο νερού: 1 γραμμάριο / cm-κύβος x 1 cm-κύβος = 1 g. Η σιδερένια σφαίρα ζυγίζει 7,87 g, η οποία είναι μεγαλύτερη από την πλευστή δύναμη, και ως εκ τούτου η σιδερένια σφαίρα βυθίζεται.

Σκεφτείτε ένα μπαλόνι που περιέχει 10.000 κυβικά πόδια (ft-cubed) αερίου ηλίου. Κοντά στην επιφάνεια της Γης και σε θερμοκρασία 68 βαθμούς Φαρενάιτ, η πυκνότητα ηλίου είναι περίπου 0,02 λίβρες (λίβρες) ανά πόδι σε κύβους (πόδια-κύβος) και η πυκνότητα αέρα είναι περίπου 0,08 λίβρες ανά πόδια με κύβους.

Υπολογίστε το βάρος του εκτοπισμένου αέρα, ως εξής: 10.000 ft-cubed x 0.08 lbs / ft-cubed = 800 lbs. Υπολογίστε το βάρος του ηλίου στο μπαλόνι: 10.000 ft-cubed x 0.02 lbs / ft-cubed = 200 lbs.

Σημειώστε, σύμφωνα με την αρχή του Αρχιμήδη, ότι ο αέρας ασκεί μια ισχυρή δύναμη 800 lbs στο μπαλόνι. Επειδή το ήλιο στο μπαλόνι ζυγίζει μόλις 200 λίβρες, το μπαλόνι θα αυξηθεί εάν το συνολικό βάρος του μπαλονιού και ο εξοπλισμός είναι μικρότερος από τη διαφορά μεταξύ του βάρους του αέρα και του βάρους του ηλίου, που είναι 600 λίβρες. Καθώς το μπαλόνι ανεβαίνει, το βάρος του εκτοπισμένου αέρα μειώνεται λόγω της μείωσης της πυκνότητας του αέρα. Το μπαλόνι θα σταματήσει να αυξάνεται όταν το βάρος του εξισορροπηθεί από την πλευστή δύναμη του αέρα.