De wetenschap van dichtheid en drijfvermogen bepaalt of voorwerpen zullen zinken of drijven in water. Als de dichtheid van een object groter is dan het water, zakt het. Omgekeerd, als de dichtheid van een object kleiner is dan water, zal deze zweven. In het geval van rubber zweeft het omdat de dichtheid veel kleiner is dan die van water.

Dichtheid

Dichtheid is een maat voor hoeveel massa een object bezit voor een bepaald volume. De massa wordt meestal gemeten in gram en het volume in kubieke centimeter. Hoe dichter een object is, hoe meer het zal wegen. Als object A bijvoorbeeld een dichtheid van 10 heeft en object B een dichtheid van 100 heeft; object B weegt 10 keer zo veel als object A.

Buoyancy

Het principe van Archimedes verklaart dat de drijvende kracht op een onder water gelegen object gelijk is aan het gewicht van het door het object verdrongen fluïdum. Anders gezegd, als de massa van het object minder is dan de massa van het water, zal het voorwerp voor het gegeven volume naar boven worden gedrukt door de drijvende kracht. Als de massa van het object groter is dan de massa van het water, zal het object voor het gegeven volume zinken omdat de drijvende kracht niet sterk genoeg is om het object te ondersteunen.

Dichtheid Relatie met drijfvermogen

Het drijfvermogen is afhankelijk van twee factoren: massa en volume. Dit zijn dezelfde twee factoren die de dichtheid van een object bepalen. Om de relatieve massa van een object en water te vergelijken, moet de kwestie van het volume uit de vergelijking worden verwijderd. Dit wordt bereikt door de dichtheid van het object te vergelijken met de dichtheid van water. De dichtheid van water, hoewel het enigszins varieert afhankelijk van de temperatuur, wordt verondersteld 1 gram per kubieke centimeter te zijn. Door deze dichtheid te vergelijken met de dichtheid van een ander object, kan worden bepaald of de relatieve dichtheid van het object hoger of lager is dan die van water. Als het hoger is, zal het zinken, en als het lager is, zal het drijven.

Rubber in water

De dichtheid van zacht rubber is 0,11 gram per kubieke centimeter. Als u een rubberen kubus had met zijden gelijk aan 10 centimeter, zou het volume 1.000 kubieke centimeter zijn. De massa van deze rubberen kubus zou gelijk zijn aan zijn dichtheid vermenigvuldigd met 1.000, of 110 gram. Als deze rubberen kubus in water werd geplaatst, zou het 1.000 kubieke centimeter water verdringen. De massa van het verplaatste water is gelijk aan de dichtheid vermenigvuldigd met 1.000 of 1.000 gram. Het principe van Archimedes stelt dat het rubber zou drijven omdat de drijvende kracht van het water, equivalent aan 1.000 gram, groter zou zijn dan het gewicht van de rubberen kubus, 110 gram. Hoewel dit de wiskunde achter het drijfvermogen van rubber laat zien, is het enige dat echt nodig is om de dichtheid ervan eenvoudig te vergelijken met die van water, omdat dit het volume volledig uit de vergelijking haalt. Omdat de dichtheid van rubber minder is dan die van water, weet je dat het drijft - ongeacht hoeveel rubber je onder water gooit.