Miért úszik a gumi a vízben

A sűrűség és a felhajtó képesség tudománya határozza meg, hogy a tárgyak elsüllyednek vagy lebegnek-e a vízben. Ha egy tárgy sűrűsége nagyobb, mint a víz, akkor elsüllyed. Ellenben, ha egy tárgy sűrűsége kisebb, mint a víz, akkor lebeg. A gumi esetében azért lebeg, mert sűrűsége jóval kisebb, mint a vízé.

A sűrűség annak mértéke, hogy egy tárgy mekkora tömeggel rendelkezik egy adott térfogatra. A tömeget általában grammban, a térfogatot köbcentiméterben mérik. Minél sűrűbb egy tárgy, annál nagyobb lesz. Például, ha az A objektum sűrűsége 10, a B objektumé pedig 100; a B tárgy tízszer akkora lesz, mint az A tárgy.

Archimédész elve kijelenti, hogy a merülő tárgyra ható felhajtó erő megegyezik a tárgy által kiszorított folyadék tömegével. Másképp fogalmazva, ha az objektum tömege kisebb, mint a víz tömege, akkor az adott térfogatnál az objektumot a felhajtó erő a felszínre kényszeríti. Ha az objektum tömege nagyobb, mint a víz tömege, akkor az adott térfogatnál az objektum elsüllyed, mert a felhajtó erő nem elég erős az objektum alátámasztására.

A felhajtóerő két tényezőtől függ: tömegtől és térfogattól. Ez történetesen ugyanaz a két tényező, amely meghatározza az objektum sűrűségét. A tárgy és a víz relatív tömegének összehasonlítása érdekében el kell távolítani a térfogat kérdését az egyenletből. Ezt úgy érjük el, hogy összehasonlítjuk az objektum sűrűségét a víz sűrűségével. A víz sűrűsége, bár a hőmérséklet függvényében kissé változik, feltételezhetően 1 gramm / köbcentiméter. Összehasonlítva ezt a sűrűséget bármely más tárgy sűrűségével, meg lehet állapítani, hogy az objektum relatív sűrűsége magasabb vagy alacsonyabb, mint a vízé. Ha magasabb, süllyed, és ha alacsonyabb, akkor lebeg.

A puha gumi sűrűsége köbcentiméterenként 0,11 gramm. Ha egy gumikocka lenne, amelynek oldala egyenlő 10 centiméterrel, akkor annak térfogata 1000 köbcentiméter lenne. Ennek a gumikockának a tömege megegyezik a sűrűségével, szorozva 1000-rel, vagyis 110 grammal. Ha ezt a gumikockát vízbe tennék, az 1000 köbcenti vizet kiszorítana. A kiszorított víz tömege megegyezik a sűrűségével, szorozva 1000-rel, vagy 1000 grammal. Archimédész elve szerint a gumi lebegne, mert a víz felhajtó ereje, amely 1000 grammnak felel meg, nagyobb lenne, mint a gumikocka súlya, 110 gramm. Bár ez bizonyítja a gumi felhajtó képességének matematikáját, valójában csak arra van szükség, hogy egyszerűen összehasonlítsuk a sűrűségét a víz sűrűségével, mivel ez teljesen kiveszi a térfogatot az egyenletből. Mivel a gumi sűrűsége kisebb, mint a vízé, tudod, hogy lebegni fog - bármennyire is elmerül a gumi.