밀도와 부력의 과학은 물체가 물에 가라 앉을 지 떠날 지 결정합니다. 물체의 밀도가 물보다 크면 가라 앉습니다. 반대로 물체의 밀도가 물보다 적 으면 떠 다니게됩니다. 고무의 경우 밀도가 물보다 훨씬 적기 때문에 뜬다.
밀도
밀도는 주어진 부피에 대해 물체가 소유하는 질량의 척도입니다. 질량은 일반적으로 그램 단위로 측정되고 부피는 입방 센티미터 단위로 측정됩니다. 물체의 밀도가 높을수록 무게가 커집니다. 예를 들어, 물체 A의 밀도가 10이고 물체 B의 밀도가 100이면; 물체 B의 무게는 물체 A의 10 배입니다.
부력
아르키메데스의 원리는 물속에 잠긴 물체에 가해지는 부력이 물체에 의해 옮겨진 유체의 무게와 같다고 선언합니다. 달리 말하면, 물체의 질량이 물의 질량보다 작 으면 주어진 부피에 대해 물체는 부력에 의해 표면 위로 강제로 올라갑니다. 물체의 질량이 물의 질량보다 크면 주어진 부피에 대해 물체를 지탱할만큼 부력이 강하지 않기 때문에 물체가 가라 앉을 것입니다.
밀도와 부력의 관계
부력은 질량과 부피의 두 가지 요인에 따라 달라집니다. 이것은 물체의 밀도를 결정하는 동일한 두 가지 요소입니다. 물체와 물의 상대적인 질량을 비교하기 위해서는 방정식에서 부피 문제를 제거해야합니다. 이것은 물체의 밀도와 물의 밀도를 비교하여 수행됩니다. 물의 밀도는 온도에 따라 약간 씩 다르지만 입방 센티미터 당 1g으로 가정합니다. 이 밀도를 다른 물체의 밀도와 비교함으로써 물체의 상대 밀도가 물의 밀도보다 높거나 낮은 지 확인할 수 있습니다. 더 높으면 가라 앉고 더 낮 으면 뜨게됩니다.
물 속의 고무
부드러운 고무의 밀도는 입방 센티미터 당 0.11g입니다. 면이 10 센티미터 인 고무 큐브가 있다면 그 부피는 1,000 세제곱 센티미터가됩니다. 이 고무 큐브의 질량은 밀도에 1,000, 즉 110g을 곱한 것과 같습니다. 이 고무 큐브를 물에 넣으면 1,000 입방 센티미터의 물을 대체합니다. 변위 된 물의 질량은 밀도에 1,000 또는 1,000g을 곱한 것과 같습니다. 아르키메데스의 원리는 1,000 그램에 해당하는 물의 부력이 고무 큐브의 무게 인 110 그램보다 클 것이기 때문에 고무가 떠 다니는 것이라고 말합니다. 이것은 고무의 부력 뒤에있는 수학을 보여 주지만, 실제로 필요한 것은 그 밀도를 물의 밀도와 비교하는 것입니다. 이것은 방정식에서 부피를 완전히 제거하기 때문입니다. 고무의 밀도는 물의 밀도보다 낮기 때문에 아무리 많은 고무를 잠그더라도 뜨는 것을 알고 있습니다.