Ako je možné využiť štúdiu hustoty v reálnom svete?

Hustota je široko používaná fyzikálna vlastnosť hmoty, ktorá je technicky definovaná ako hmotnosť vydelená objemom. Perový vankúš je menej hustý ako tehla rovnakej veľkosti, pretože objem je rovnaký, ale hmotnosť vankúša je oveľa menšia ako hmotnosť tehly. Pravdepodobne ste sa už stretli s jednou z dôležitých praktických aplikácií hustoty, možno aj bez toho, aby ste to vedeli.

Jednou zo známych aplikácií hustoty je určenie, či bude predmet plávať na vode alebo nie. Ak je hustota objektu menšia ako hustota vody, bude plávať; ak je jeho hustota menšia ako hustota vody, klesne. Lode môžu plávať, pretože majú záťažové nádrže, ktoré zadržiavajú vzduch; tieto nádrže poskytujú veľké objemy malej hmotnosti, a tým znižujú hustotu lode. Spolu so vznášajúcou sa silou, ktorú voda vyvíja na loď, umožňuje táto znížená hustota lodi plávať. V skutočnosti sa ponorky ponoria pod hladinu vody vyprázdnením balastných nádrží.

Rovnako ako lode, aj ropa pláva, pretože je menej hustá ako voda, ale na rozdiel od lodí ropa nevyžaduje žiadne špeciálne inžinierstvo. Olej je prirodzene menej hustý ako voda, a preto sa aj olejový a ocotový šalátový dresing oddeľuje, pričom olej pláva na octe na báze vody. Aj keď ropné škvrny škodia životnému prostrediu, schopnosť vznášať sa oleja pomáha pri čistení.

Prietok kvapaliny potrubím je v reálnom svete dôležitou aplikáciou hustoty riadenej vzťahom známym ako Bernoulliho rovnica. Bernoulliho rovnica predstavuje špeciálne použitie konceptu zachovania energie a výsledkom je, že hustota kvapaliny ovplyvňuje rýchlosť, tlak a dokonca aj výšku kvapaliny. Ak je všetko rovnaké, tekutina s vyššou hustotou bude pretekať potrubím s nižším tlakom, rýchlosťou alebo výškou. Inžinieri sa pri navrhovaní priehrad a rozsiahlych inštalatérskych projektov spoliehajú na Bernoulliho rovnicu.

Bernoulliho rovnica tiež počíta so schopnosťou lietadla lietať, aj keď tento jav sa spolieha predovšetkým na tlak a rýchlosť, nie na hustotu. Hustota však hrá za letu ďalšiu rolu. Rozloženie hmotnosti na palube lietadla sa mení podľa toho, ako motory spotrebúvajú palivo, takže hustota lietadla nie je rovnomerná. Táto strata hmotnosti vedie k posunutiu ťažiska hmoty a piloti musia počas letu vykonať úpravy, aby sa zohľadnili tieto zmeny.