Щільність - це широко використовувана фізична властивість речовини, яка технічно визначається як маса, поділена на об’єм. Пір’яна подушка менш щільна, ніж цегла такого ж розміру, оскільки об’єм однаковий, але маса подушки набагато менше маси цегли. Ви, мабуть, уже стикалися з одним із важливих практичних застосувань щільності, можливо, навіть не знаючи.
Кораблі та підводні човни
Одне добре відоме застосування густини визначає, чи буде об’єкт плавати на воді чи ні. Якщо щільність об’єкта менше щільності води, він буде плавати; якщо її щільність менше щільності води, вона буде тонути. Кораблі можуть плавати, оскільки в них є баластні цистерни, що утримують повітря; ці цистерни забезпечують великі обсяги невеликої маси, зменшуючи тим самим щільність судна. Разом із плавучою силою, яку вода чинить на корабель, ця зменшена щільність дозволяє кораблю плавати. Насправді підводні човни занурюються під поверхню води, спорожняючи баластні цистерни.
Розливів нафти
Як і кораблі, нафта плаває, оскільки вона менш щільна, ніж вода, але, на відміну від кораблів, нафта не потребує спеціального проектування. Нафта за своєю природою менш щільна, ніж вода, тому навіть заправка для салату з олії та оцту відокремлюється, при цьому олія плаває на оцті на водній основі. Хоча розливи нафти шкідливі для навколишнього середовища, здатність нафти плавати сприяє очищенню.
Сантехнічні системи
Потік рідини через трубу є важливим реальним застосуванням щільності, що регулюється відношенням, відомим як рівняння Бернуллі. Рівняння Бернуллі спеціально використовує концепцію збереження енергії, і в результаті щільність рідини впливає на швидкість рідини, тиск і навіть її висоту. За інших рівних умов рідина більшої щільності буде протікати через трубу з меншим тиском, швидкістю або висотою відповідно. Інженери покладаються на рівняння Бернуллі, коли проектують дамби та масштабні сантехнічні проекти.
Розподіл ваги літака
Рівняння Бернуллі також враховує здатність літака літати, хоча це явище в першу чергу покладається на тиск і швидкість, а не на щільність. Однак щільність відіграє додаткову роль у польоті. Розподіл ваги на борту літака змінюється, оскільки двигуни споживають паливо, тому щільність літака не є рівномірною. Ця втрата маси призводить до зміщення центру маси, і пілоти повинні робити коригування під час польоту, щоб врахувати ці зміни.