रबर पानी में क्यों तैरता है

घनत्व और उछाल का विज्ञान यह निर्धारित करता है कि वस्तुएं पानी में डूबेंगी या तैरेंगी। यदि किसी वस्तु का घनत्व पानी से अधिक है, तो वह डूब जाएगी। इसके विपरीत, यदि किसी वस्तु का घनत्व पानी से कम है, तो वह तैरती रहेगी। रबर के मामले में, यह तैरता है क्योंकि इसका घनत्व पानी की तुलना में बहुत कम है।

घनत्व इस बात का माप है कि किसी दिए गए आयतन के लिए किसी वस्तु का कितना द्रव्यमान है। द्रव्यमान को आमतौर पर ग्राम में और आयतन को घन सेंटीमीटर में मापा जाता है। वस्तु जितनी घनी होगी, उसका भार उतना ही अधिक होगा। उदाहरण के लिए, यदि वस्तु A का घनत्व 10 है और वस्तु B का घनत्व 100 है; वस्तु B का भार वस्तु A से 10 गुना अधिक होगा।

आर्किमिडीज का सिद्धांत घोषित करता है कि एक जलमग्न वस्तु पर उत्प्लावन बल वस्तु द्वारा विस्थापित द्रव के भार के बराबर होता है। दूसरे तरीके से कहा गया है, यदि वस्तु का द्रव्यमान पानी के द्रव्यमान से कम है, तो दिए गए आयतन के लिए वस्तु को उत्प्लावन बल द्वारा सतह पर ऊपर की ओर धकेला जाएगा। यदि वस्तु का द्रव्यमान पानी के द्रव्यमान से अधिक है, तो दिए गए आयतन के लिए, वस्तु डूब जाएगी क्योंकि उत्प्लावक बल वस्तु को सहारा देने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है।

उछाल दो कारकों पर निर्भर है: द्रव्यमान और आयतन। ये वही दो कारक होते हैं जो किसी वस्तु के घनत्व को निर्धारित करते हैं। किसी वस्तु और पानी के सापेक्ष द्रव्यमान की तुलना करने के लिए, आयतन के मुद्दे को समीकरण से हटा दिया जाना चाहिए। यह पानी के घनत्व के साथ वस्तु के घनत्व की तुलना करके प्राप्त किया जाता है। पानी का घनत्व, हालांकि यह तापमान के आधार पर थोड़ा भिन्न होता है, 1 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर माना जाता है। इस घनत्व की तुलना किसी अन्य वस्तु के घनत्व से करके यह निर्धारित किया जा सकता है कि वस्तु का आपेक्षिक घनत्व पानी के घनत्व से अधिक है या कम। यदि यह अधिक है, तो यह डूब जाएगा, और यदि यह कम है, तो यह तैर जाएगा।

नरम रबर का घनत्व 0.11 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर है। यदि आपके पास 10 सेंटीमीटर के बराबर पक्षों वाला रबर क्यूब होता, तो इसका आयतन 1,000 घन सेंटीमीटर होता। इस रबर क्यूब का द्रव्यमान इसके घनत्व के बराबर होगा, जो 1,000 या 110 ग्राम से गुणा होगा। अगर इस रबर क्यूब को पानी में डाल दिया जाए, तो यह 1,000 क्यूबिक सेंटीमीटर पानी को विस्थापित कर देगा। विस्थापित पानी का द्रव्यमान उसके घनत्व के 1,000 या 1,000 ग्राम से गुणा के बराबर होगा। आर्किमिडीज के सिद्धांत में कहा गया है कि रबर तैरता रहेगा क्योंकि पानी का उत्प्लावन बल, 1,000 ग्राम के बराबर, रबर के घन, 110 ग्राम के वजन से अधिक होगा। हालांकि यह रबर की उछाल के पीछे के गणित को प्रदर्शित करता है, लेकिन वास्तव में केवल इसके घनत्व की तुलना पानी के घनत्व से करने की आवश्यकता है, क्योंकि यह मात्रा को समीकरण से पूरी तरह से बाहर कर देता है। क्योंकि रबर का घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है, आप जानते हैं कि यह तैरता रहेगा - चाहे आप कितना भी रबर डुबोएं।