Ποια είναι η πυκνότητα ενός αντικειμένου να κάνει αν μπορεί να επιπλέει ή όχι;

Η πυκνότητα ενός αντικειμένου παίζει κρίσιμο ρόλο στον προσδιορισμό του εάν θα επιπλέει ή θα βυθιστεί σε ένα υγρό (όπως το νερό). Η πυκνότητα είναι ένα μέτρο για το πόσο σφιχτά συσκευασμένο το θέμα είναι μέσα σε ένα αντικείμενο. Ορίζεται ως η μάζα ανά μονάδα όγκου (μάζα/όγκος).

Για ένα αντικείμενο να επιπλέει στην επιφάνεια ενός υγρού, η μέση πυκνότητα του πρέπει να είναι μικρότερη ή ίση με την πυκνότητα του υγρού. Αυτό βασίζεται στην αρχή του Archimedes, η οποία δηλώνει ότι η δύναμη που ενεργεί σε ένα αντικείμενο βυθισμένο σε ένα υγρό είναι ίσο με το βάρος του υγρού που εκτοπίζεται από αυτό το αντικείμενο.

* Εάν η μέση πυκνότητα του αντικειμένου είναι μικρότερη από την πυκνότητα του υγρού: Όταν τοποθετείται στο υγρό, το αντικείμενο θα μετατοπίσει μια ποσότητα του υγρού που έχει βάρος μεγαλύτερο από το βάρος του ίδιου του αντικειμένου. Η προκύπτουσα καθαρή δύναμη (δύναμη πνεύμονα - βάρος του αντικειμένου) θα ωθήσει το αντικείμενο προς τα πάνω, προκαλώντας το να επιπλέει.

* Εάν η μέση πυκνότητα του αντικειμένου είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του υγρού: Το βάρος του εκτοπισμένου υγρού θα είναι μικρότερο από το βάρος του αντικειμένου. Η καθαρή δύναμη θα είναι προς τα κάτω (βάρος του αντικειμένου> δυναμική δύναμη), προκαλώντας το αντικείμενο να βυθιστεί.

* Εάν η μέση πυκνότητα του αντικειμένου είναι ίση με την πυκνότητα του υγρού: Το βάρος του εκτοπισμένου υγρού θα είναι ίσο με το βάρος του αντικειμένου. Δεν θα υπάρξει καθαρή δύναμη που να ενεργεί στο αντικείμενο και θα παραμείνει αιωρούμενο στο υγρό χωρίς να επιπλέει ή να βυθίζεται.

Οι διαφορές πυκνότητας είναι επίσης υπεύθυνες για τα ρεύματα που καθοδηγούνται από πυκνότητα στους ωκεανούς και την ατμόσφαιρα. Αυτά τα ρεύματα διαδραματίζουν ζωτικούς ρόλους στη ρύθμιση των κλίματος και των καιρικών συνθηκών στη γη. Τα πλοία μπορούν να επιπλέουν στο νερό επειδή η μέση πυκνότητα τους είναι μικρότερη από την πυκνότητα του νερού. Ομοίως, τα μπαλόνια ηλίου επιπλέουν στον αέρα επειδή το αέριο ηλίου είναι λιγότερο πυκνό από τον αέρα.