science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe te zien of een object zal zinken of dobberen

Of een object zinkt of drijft, hangt af van de dichtheid van het object en de vloeistof waarin het is ondergedompeld. Een object dat dichter is dan een vloeistof zal in de vloeistof wegzakken terwijl een object dat minder dicht is zal drijven. Een drijvend object zou drijvend zijn. De klassiek-Griekse uitvinder Archimedes was de eerste om te begrijpen dat drijfvermogen een kracht is en zo wordt verklaard in een belangrijk principe dat zijn naam draagt. Het Principe van Archimedes stelt dat elk voorwerp dat is ondergedompeld in of drijvend in een vloeistof wordt opgestuwd door een kracht gelijk aan het gewicht van de verplaatste vloeistof.

IJzeren bal in water

Beschouw een ijzeren bal van volume 1 cc (cm-cubed) ondergedompeld in water. Vind de dichtheden van ijzer en water uit tabellen in een chemiehandboek of leerboek.

Houd er rekening mee dat de dichtheid van ijzer (7,87 g per cm-blokjes) veel hoger is dan de dichtheid van water (1 g per cm- in blokjes.)

Bepaal de drijvende kracht op de ijzeren bal door de dichtheid van water te vermenigvuldigen met het verplaatste watervolume: 1 gram /cm gekubeerd x 1 cm-gekubeerd = 1 g. De ijzeren bal weegt 7,87 g, wat groter is dan de drijvende kracht en daarom zinkt de ijzeren kogel.

Heliumballon

Overweeg een ballon met 10.000 kubieke voet (ft-cubed) van heliumgas. Dichtbij het aardoppervlak en bij een temperatuur van 68 graden Fahrenheit, is de dichtheid van helium ongeveer 0,02 pond (lbs) per voet gekubeerd (ft-cubed), en de dichtheid van lucht is ongeveer 0,08 lbs per ft-cubed.

Bereken het gewicht van de verplaatste lucht, als volgt: 10.000 ft-cubed x 0,08 lbs /ft-cubed = 800 lbs. Bereken het gewicht van helium in de ballon: 10.000 ft-cubed x 0,02 lbs /ft-cubed = 200 lbs.

Let op, volgens het principe van Archimedes, dat de lucht een krachtige kracht uitoefent van 800 lbs op de ballon. Omdat het helium in de ballon slechts 200 lbs weegt, zal de ballon opstaan ​​als het totale gewicht van ballon en uitrusting kleiner is dan het verschil tussen het gewicht van de lucht en het gewicht van helium, dat is 600 lbs. Naarmate de ballon stijgt, neemt het gewicht van de verplaatste lucht af als gevolg van de afnemende luchtdichtheid. De ballon stopt met stijgen als het gewicht in evenwicht is met de krachtige luchtkracht.