Varför gummi flyter i vatten

Vetenskapen om densitet och flytkraft avgör om föremål kommer att sjunka eller flyta i vatten. Om ett objekts densitet är större än vatten sjunker det. Omvänt, om ett objekts densitet är mindre än vatten, kommer det att flyta. När det gäller gummi flyter det eftersom dess densitet är mycket mindre än för vatten.

Densitet är ett mått på hur mycket massa ett objekt har för en given volym. Massan mäts vanligtvis i gram och volymen i kubikcentimeter. Ju tätare ett objekt är, desto mer väger det. Till exempel, om objekt A har en densitet av 10 och objekt B har en densitet av 100; objekt B väger tio gånger så mycket som objekt A.

Archimedes princip förklarar att den flytande kraften på ett nedsänkt föremål är lika med vikten av vätskan som förskjuts av objektet. Sagt på ett annat sätt, om objektets massa är mindre än vattenets massa, för den givna volymen, kommer objektet att tvingas uppåt till ytan av den flytande kraften. Om massan av objektet är större än massan av vattnet, för den angivna volymen, kommer objektet att sjunka eftersom den flytande kraften inte är tillräckligt stark för att stödja objektet.

Flytförmåga är beroende av två faktorer: massa och volym. Dessa råkar vara samma två faktorer som bestämmer ett objekts densitet. För att jämföra de relativa massorna av ett föremål och vatten måste volymfrågan tas bort från ekvationen. Detta åstadkommes genom att jämföra objektets densitet med vattnets densitet. Vattentätheten antas, även om det varierar något beroende på temperatur, vara 1 gram per kubikcentimeter. Genom att jämföra denna densitet med densiteten för något annat objekt kan det bestämmas om objektets relativa densitet är högre eller lägre än för vatten. Om den är högre kommer den att sjunka och om den är lägre kommer den att flyta.

Densiteten hos mjukt gummi är 0,11 gram per kubikcentimeter. Om du hade en gummikub med sidor lika med 10 centimeter skulle dess volym vara 1000 kubikcentimeter. Massan av denna gummikub skulle vara lika med densiteten multiplicerad med 1000 eller 110 gram. Om denna gummikub placerades i vatten skulle den förskjuta 1000 kubikcentimeter vatten. Massan av det förskjutna vattnet skulle vara lika med dess densitet multiplicerat med 1000 eller 1000 gram. Archimedes princip säger att gummit skulle flyta eftersom vattnets flytkraft, motsvarande 1000 gram, skulle vara större än gummikubens vikt, 110 gram. Även om detta visar matematiken bakom gummiets flytkraft, är allt som verkligen krävs att helt enkelt jämföra densiteten med vatten, eftersom detta tar volymen helt ur ekvationen. Eftersom gummitätheten är mindre än vatten, vet du att det kommer att flyta - oavsett hur mycket gummi du sänker ner.