Kāpēc gumija peld ūdenī

Zinātne par blīvumu un peldspēju nosaka, vai objekti nogrims vai peldēs ūdenī. Ja objekta blīvums ir lielāks par ūdeni, tas nogrims. Un otrādi, ja objekta blīvums ir mazāks par ūdeni, tas peldēs. Gumijas gadījumā tas peld, jo tā blīvums ir daudz mazāks nekā ūdenim.

Blīvums ir mērījums tam, cik liela objekta masa ir noteiktam tilpumam. Masu parasti mēra gramos, bet tilpumu - kubikcentimetros. Jo blīvāks ir objekts, jo vairāk tas sver. Piemēram, ja objekta A blīvums ir 10 un objekta B blīvums ir 100; objekts B sver 10 reizes vairāk nekā objekts A.

Arhimēda princips paziņo, ka peldošais spēks uz iegremdēto priekšmetu ir vienāds ar objekta pārvietotā šķidruma svaru. Citā veidā, ja objekta masa ir mazāka par ūdens masu, dotajam tilpumam objekts ar peldošu spēku tiks piespiests uz augšu uz virsmu. Ja objekta masa ir lielāka par ūdens masu, dotajam tilpumam objekts nogrims, jo peldošais spēks nav pietiekami spēcīgs, lai atbalstītu objektu.

Peldspēja ir atkarīga no diviem faktoriem: masas un tilpuma. Šie gadījumi ir tie paši divi faktori, kas nosaka objekta blīvumu. Lai salīdzinātu objekta un ūdens relatīvās masas, tilpuma jautājums no vienādojuma ir jāsvītro. To panāk, salīdzinot objekta blīvumu ar ūdens blīvumu. Lai gan ūdens blīvums nedaudz mainās atkarībā no temperatūras, tiek pieņemts, ka tas ir 1 grams uz kubikcentimetru. Salīdzinot šo blīvumu ar jebkura cita objekta blīvumu, var noteikt, vai objekta relatīvais blīvums ir lielāks vai mazāks nekā ūdenim. Ja tas ir augstāks, tas nogrims, un, ja tas būs zemāks, tas peldēs.

Mīkstās gumijas blīvums ir 0,11 grami uz kubikcentimetru. Ja jums būtu gumijas kubs, kura malas būtu vienādas ar 10 centimetriem, tā tilpums būtu 1000 kubikcentimetri. Šī gumijas klucīša masa būtu vienāda ar tā blīvumu, kas reizināts ar 1000 vai 110 gramiem. Ja šo gumijas kubu ievietotu ūdenī, tas izspiestu 1000 kubikcentimetrus ūdens. Pārvietotā ūdens masa būtu vienāda ar tā blīvumu, kas reizināts ar 1000 vai 1000 gramiem. Arhimēda principā teikts, ka gumija peldētu, jo ūdens peldošais spēks, kas vienāds ar 1000 gramiem, būtu lielāks par gumijas klucīša svaru - 110 gramiem. Lai gan tas parāda gumijas peldspējas matemātiku, viss, kas patiešām ir vajadzīgs, ir vienkārši salīdzināt tā blīvumu ar ūdens blīvumu, jo tas pilnībā izslēdz tilpumu no vienādojuma. Tā kā gumijas blīvums ir mazāks nekā ūdenim, jūs zināt, ka tā peldēs - neatkarīgi no tā, cik gumijas jūs iegremdējat.