Vetenskapen om densitet och flytkraft bestämmer om föremål kommer sjunka eller flyta i vatten. Om ett objektets densitet är större än vatten sjunker det. Omvänt, om ett föremåls densitet är mindre än vatten, kommer det att flyta. När det gäller gummi flyter det eftersom densiteten är mycket mindre än vattnet.

Densitet

Densitet är ett mått på hur mycket massa ett objekt har för en given volym. Massan mäts vanligtvis i gram och volym i kubikcentimeter. Ju tätare ett objekt är, desto mer kommer det att väga. Om exempelvis objekt A har en densitet av 10 och objekt B har en densitet av 100; Objekt B kommer att väga 10 gånger så mycket som objekt A.

Uppdrift

Archimedes principen förklarar att flytkraften på ett nedsänkt objekt är lika med vikten av det fluid som förskjuts av föremålet. Anges på annat sätt, om objektets massa är mindre än vattnets massa, för den givna volymen, kommer föremålet att tvingas uppåt mot ytan av den flytande kraften. Om objektets massa är större än vattnets massa, för den givna volymen sjunker objektet eftersom den flytande kraften inte är tillräckligt stark för att stödja föremålet.

Densitetens förhållande till flytkraft

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

Gummi i vatten

Tätheten av mjukt gummi är 0,11 gram per kubikcentimeter. Om du hade en gummikub med sidor lika med 10 centimeter, skulle volymen vara 1000 kubikcentimeter. Massan av denna gummikub skulle vara dens densitet multiplicerad med 1000 eller 110 gram. Om den här gummikuben placerades i vatten skulle den förskjuta 1000 kubikcentimeter vatten. Vattnet förskjutet skulle vara lika med dens densitet multiplicerat med 1000 eller 1000 gram. Archimedes-principen säger att gummit skulle flyta eftersom vattnets flytkraft, som motsvarar 1000 gram, skulle vara större än gummikubens vikt, 110 gram. Medan detta visar matematiken bakom gummiens flytkraft är allt som verkligen krävs för att helt enkelt jämföra dens densitet med det av vatten, eftersom detta tar volymen helt ur ekvationen. Eftersom gummitätheten är mindre än vattenets, vet du att det kommer att flyta - oavsett hur mycket gummi du sänker.