Yoğunluk Çalışması Gerçek Dünyada Nasıl Kullanılabilir?

Yoğunluk, teknik olarak kütlenin hacme bölünmesi olarak tanımlanan, maddenin yaygın olarak kullanılan bir fiziksel özelliğidir. Bir kuş tüyü yastık, aynı boyuttaki bir tuğladan daha az yoğundur, çünkü hacmi aynıdır, ancak yastığın kütlesi tuğladan çok daha azdır. Muhtemelen yoğunluğun önemli pratik uygulamalarından biriyle, belki de bilmeden karşılaşmışsınızdır.

İyi bilinen bir yoğunluk uygulaması, bir cismin su üzerinde yüzüp yüzmeyeceğinin belirlenmesidir. Cismin yoğunluğu suyun yoğunluğundan az ise yüzer; yoğunluğu suyun yoğunluğundan az ise batar. Hava tutan balast tanklarına sahip oldukları için gemiler yüzebilir; bu tanklar büyük hacimlerde küçük kütle sağlar, böylece geminin yoğunluğunu azaltır. Suyun gemiye uyguladığı kaldırma kuvveti ile birlikte bu azaltılmış yoğunluk geminin yüzmesini sağlar. Aslında denizaltılar, balast tanklarını boşaltarak su yüzeyinin altına dalarlar.

Gemiler gibi, petrol de sudan daha az yoğun olduğu için yüzer, ancak gemilerin aksine petrol özel bir mühendislik gerektirmez. Yağ doğal olarak sudan daha az yoğundur, bu nedenle yağ ve sirke salatası sosu bile su bazlı sirke üzerinde yüzen yağ ile ayrılır. Petrol sızıntıları çevreye zararlı olsa da, petrolün yüzme kabiliyeti temizliğe yardımcı olur.

Bir borudan geçen sıvı akışı, Bernoulli denklemi olarak bilinen bir ilişki tarafından yönetilen önemli bir gerçek dünya yoğunluğu uygulamasıdır. Bernoulli denklemi, enerjinin korunumu kavramının özel bir kullanımıdır ve sonuç, sıvının yoğunluğunun sıvının hızını, basıncını ve hatta yüksekliğini etkilemesidir. Diğer her şey eşit olduğunda, daha yoğun bir sıvı, sırasıyla daha düşük basınç, hız veya yüksekliğe sahip bir borudan akacaktır. Mühendisler, barajlar ve büyük ölçekli sıhhi tesisat projeleri tasarlarken Bernoulli denklemine güveniyorlar.

Bernoulli denklemi aynı zamanda bir uçağın uçma yeteneğini de açıklar, ancak bu fenomen yoğunluğa değil, esas olarak basınç ve hıza dayanır. Ancak yoğunluk, uçuşta ek bir rol oynar. Motorlar yakıt tüketirken uçaktaki ağırlık dağılımı değişir, bu nedenle uçağın yoğunluğu eşit değildir. Bu kütle kaybı, kütle merkezinin değişmesine neden olur ve pilotlar bu değişiklikleri hesaba katmak için uçuş sırasında ayarlamalar yapmalıdır.