Waarom rubber in water drijft

De wetenschap van dichtheid en drijfvermogen bepaalt of objecten in water zullen zinken of drijven. Als de dichtheid van een object groter is dan die van water, zal het zinken. Omgekeerd, als de dichtheid van een object kleiner is dan water, zal het drijven. In het geval van rubber drijft het omdat de dichtheid veel kleiner is dan die van water.

Dichtheid is een maat voor hoeveel massa een object bezit voor een bepaald volume. Massa wordt meestal gemeten in grammen en volume in kubieke centimeters. Hoe dichter een object is, hoe meer het zal wegen. Als object A bijvoorbeeld een dichtheid van 10 heeft en object B een dichtheid van 100; object B zal 10 keer zoveel wegen als object A.

Het principe van Archimedes stelt dat de opwaartse kracht op een ondergedompeld object gelijk is aan het gewicht van de vloeistof die door het object wordt verplaatst. Anders gezegd, als de massa van het object kleiner is dan de massa van het water, zal het object voor het gegeven volume door de opwaartse kracht omhoog naar het oppervlak worden gedwongen. Als de massa van het object groter is dan de massa van het water, zal het object voor het gegeven volume zinken omdat de opwaartse kracht niet sterk genoeg is om het object te dragen.

Het drijfvermogen is afhankelijk van twee factoren: massa en volume. Dit zijn toevallig dezelfde twee factoren die de dichtheid van een object bepalen. Om de relatieve massa's van een object en water te vergelijken, moet de kwestie van het volume uit de vergelijking worden verwijderd. Dit wordt bereikt door de dichtheid van het object te vergelijken met de dichtheid van water. De dichtheid van water, hoewel deze enigszins varieert afhankelijk van de temperatuur, wordt verondersteld 1 gram per kubieke centimeter te zijn. Door deze dichtheid te vergelijken met de dichtheid van een ander object, kan worden bepaald of de relatieve dichtheid van het object hoger of lager is dan die van water. Als het hoger is, zal het zinken, en als het lager is, zal het drijven.

De dichtheid van zacht rubber is 0,11 gram per kubieke centimeter. Als je een rubberen kubus had met zijden gelijk aan 10 centimeter, zou het volume 1000 kubieke centimeter zijn. De massa van deze rubberen kubus zou gelijk zijn aan de dichtheid vermenigvuldigd met 1.000 of 110 gram. Als deze rubberen kubus in water zou worden geplaatst, zou hij 1000 kubieke centimeter water verdringen. De massa van het verplaatste water zou gelijk zijn aan de dichtheid vermenigvuldigd met 1.000 of 1.000 gram. Het principe van Archimedes stelt dat het rubber zou drijven omdat de opwaartse kracht van het water, gelijk aan 1000 gram, groter zou zijn dan het gewicht van de rubberen kubus, 110 gram. Hoewel dit de wiskunde achter het drijfvermogen van rubber aantoont, is het enige dat echt nodig is om de dichtheid ervan te vergelijken met die van water, omdat dit het volume volledig uit de vergelijking haalt. Omdat de dichtheid van rubber kleiner is dan die van water, weet je dat het zal drijven - hoeveel rubber je ook onderdompelt.