Expedierea științei Construirea unei bărci care poate transporta marfă - Scientific American

O densitate de la Science Buddies

științei

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text = butonul" Înscrieți-vă "data-newsletter -link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Concepte cheie
Apă
Densitate
Fizică
Hidrodinamică
Dinamica fluidelor

Introducere
V-ați întrebat vreodată cum poate pluti o navă din oțel? Dacă aruncați un șurub de oțel într-o găleată de apă, șurubul se scufundă rapid în partea de jos. Atunci cum poate pluti o navă de oțel? Și mai bine, cum poate o navă de oțel să transporte o sarcină grea fără să se scufunde? Are legătură cu densitatea navei (inclusiv încărcătura acesteia) în raport cu densitatea apei. În această activitate, veți face mici "bărci" din folie de aluminiu pentru a explora modul în care dimensiunea și forma lor afectează cantitatea de greutate pe care o transportă și modul în care aceasta se referă la densitatea apei.

fundal
Ce determină dacă un obiect plutește sau se scufundă? Este densitatea (masa pe unitate de volum) a obiectului în comparație cu densitatea lichidului în care se află. Dacă obiectul este mai dens decât fluidul, obiectul se va scufunda. Dacă obiectul este mai puțin dens, atunci acesta va pluti.

Cu o navă cu carcasă din oțel, forma carenei determină cât de bine plutește și cât de mult poate suporta o sarcină. Pe o navă goală cu o carenă de oțel care cuprinde un volum de aer, densitatea navei este egală cu suma masei carcasei de oțel și a masei aerului închis, totul împărțit la volumul corpului: nava plutește deoarece densitatea sa este mai mică decât densitatea apei. Dar când încărcătura sau altă greutate este adăugată navei, densitatea acesteia devine acum suma masei corpului de oțel, a aerului închis și mărfuri, toate împărțite la volumul corpului. Dacă se adaugă prea multă greutate, densitatea navei devine mai mare decât cea a apei și se scufundă. Excesul de marfă ar trebui aruncat peste bord în grabă sau este timpul să abandoneze nava!