Середня щільність і плавання тіл

Спливаючі і потопаючі тіла. Проробимо досвід. Нам знадобляться судини зі спиртом, водою і розчином солі. Візьмемо також куряче яйце і кубик льоду. Опустимо їх спочатку в спирт. І лід, і яйце потонуть. Перекладемо тіла в воду. Яйце потоне, а лід буде плавати. У розчині солі обидва тіла будуть плавати.
Для пояснення результатів досвіду скористаємося числової прямої. Погляньте: на ній відзначені щільності всіх речовин і тіл, використаних в досвіді. Ми бачимо, що щільність льоду більше щільності спирту, і в ньому лід тоне. Однак щільність льоду менше щільності води і розчину солі. Тому в них лід плаває. На пряме ми відклали і “щільність яйця” – близько 1050 кг / м3. Це так звана середня щільність яйця, адже воно складається відразу з декількох речовин – білка, жовтка і шкаралупи. Ви бачите, що середня щільність яйця більше щільності води, але менше щільності розчину солі. Тому у воді яйце тоне, а в розчині солі – плаває.
Узагальнюючи результати досвіду, зробимо висновок: якщо середня щільність тіла більше щільності рідини, то це тіло в ній тоне; якщо ж середня щільність тіла менше щільності рідини, то це тіло в ній спливає.
Середня щільність тіла обчислюється за тією ж формулою, що і щільність речовини, вивчена в попередньому параграфі. Однак, на відміну від щільності речовини, числове значення середньої щільності тіла не показує масу одиниці об’єму цього тіла. Наприклад, з того, що середня щільність яйця дорівнює 1050 кг / м3 або 1,05 г / см3 зовсім не випливає, що маса кожного 1 см3 яйця буде саме 1,05 м
Плаваючі тіла. Красиве явище – айсберг, плаваючий в океані. Однак чи знаєте ви, що нашому погляду з’являється лише 1/10 частина всього айсберга, а 9/10 – приховано водою. Але якщо ж у воді буде плавати поліно, то воно буде занурено приблизно до половини. Чому ж вода приховує від нас тільки половину колоди, а айсберг – майже цілком? Спробуємо з’ясувати.
Згадаймо, що щільність льоду дорівнює 900 кг / м3, а щільність деревини – близько 500 кг / м3 залежно від її породи і вологості. Уявімо ці числа у вигляді стовпчастий діаграми. На цій же діаграмі покажемо значення щільності прісної води – 1000 кг / м3.
Порівняємо отримані стовпчики. Неважко бачити, що довжина стовпчика “деревина” складає половину (тобто 1/2 частина) від довжини стовпчика “вода”. Аналогічно, довжина стовпчика “лід” становить 9/10 від довжини стовпчика “вода”. Іншими словами, середня щільність деревини складає 1/2 від щільності води, а льоду – 9/10 від тієї ж щільності.
З цих міркувань нескладно сформулювати узагальнення, що всередині рідини знаходиться така частка плаваючого тіла, яку становить його середня щільність від щільності рідини.
Плаваюче тіло, наприклад айсберг, може бути великим або маленьким. Залежно від цього обсяг зануреної частини тіла теж буде великим або маленьким. Але, незважаючи на це, занурена частка айсберга залишиться колишньою – 9/10.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Середня щільність і плавання тіл