Kodėl guma plūduriuoja vandenyje

Mokslas apie tankį ir plūdrumą lemia, ar daiktai skęs, ar plauks vandenyje. Jei objekto tankis didesnis nei vandens, jis nuskęs. Ir atvirkščiai, jei objekto tankis yra mažesnis nei vandens, jis plauks. Gumos atveju jis plaukia, nes jo tankis yra daug mažesnis nei vandens.

Tankis - tai matas, kiek objektas turi masės tam tikram tūriui. Masė paprastai matuojama gramais, o tūris - kubiniais centimetrais. Kuo tankesnis daiktas, tuo daugiau jis sver. Pavyzdžiui, jei objekto A tankis yra 10, o objekto B - 100; objektas B sver 10 kartų daugiau nei objektas A.

Archimedo principas skelbia, kad plūduriuojanti jėga į panardintą daiktą yra lygi objekto išstumto skysčio svoriui. Kitaip tariant, jei objekto masė yra mažesnė už vandens masę, tam tikram tūriui objektas bus priverstas aukštyn į paviršių plūduriuojančia jėga. Jei daikto masė yra didesnė už vandens masę, tam tikram tūriui daiktas nuskęs, nes plūduriuojanti jėga nėra pakankamai stipri, kad palaikytų daiktą.

Plūdrumas priklauso nuo dviejų veiksnių: masės ir tūrio. Tai būna tie patys du veiksniai, lemiantys objekto tankį. Norint palyginti santykines objekto ir vandens mases, tūrio klausimas turi būti pašalintas iš lygties. Tai pasiekiama palyginus objekto tankį su vandens tankiu. Manoma, kad vandens tankis, nors ir šiek tiek skiriasi, priklausomai nuo temperatūros, yra 1 gramas kubiniame centimetre. Palyginus šį tankį su bet kurio kito objekto tankiu, galima nustatyti, ar santykinis objekto tankis yra didesnis ar mažesnis nei vandens. Jei jis bus aukštesnis, jis nuskęs, o jei jis bus žemesnis, jis plauks.

Minkštos gumos tankis yra 0,11 gramo kubiniame centimetre. Jei turėtumėte guminį kubą, kurio kraštinės būtų lygios 10 centimetrų, jo tūris būtų 1 000 kubinių centimetrų. Šio guminio kubo masė būtų lygi jos tankiui, padaugintam iš 1000 arba 110 gramų. Jei šis guminis kubas būtų įdėtas į vandenį, jis išstumtų 1000 kubinių centimetrų vandens. Išstumto vandens masė būtų lygi jos tankiui, padaugintam iš 1000 arba 1000 gramų. Archimedo principas teigia, kad guma plūduriuos, nes plūduriuojanti vandens jėga, lygi 1000 gramų, būtų didesnė už guminio kubo svorį - 110 gramų. Nors tai rodo gumos plūdrumo matematiką, viskas, ko iš tikrųjų reikia, yra tiesiog palyginti jos tankį su vandens tankiu, nes tai visiškai pašalina tūrį iš lygties. Kadangi gumos tankis yra mažesnis nei vandens, jūs žinote, kad ji plauks - nesvarbu, kiek gumos panardinsite.