Sisältö
Poijut, ilmapallot ja laivat ovat tuttuja esimerkkejä kelluvista esineistä. Kelluvuuden ilmiötä ei kuitenkaan yleisesti ymmärretä. Vaahdotus selitettiin ensin klassisella kreikkalaisella matemaatikolla Archimedesilla, joka muotoili kuuluisan periaatteen, joka kantaa hänen nimeään. Archimedes-periaate väittää, että kokonaan tai osittain nesteeseen (nesteeseen tai kaasuun) upotettuun esineeseen kohdistuu ylöspäin suuntautuva tai kelluva voima, joka on yhtä suuri kuin siirretyn nesteen paino. Kelluva voima syntyy nesteen ja nesteeseen upotetun esineen tiheyserosta.
Kuvittele korista tehty poiju, joka kelluu vedessä. Oletetaan, että poijun tilavuus on 2 kuutiometriä (jalkakuutiot) ja tiheys 15 kiloa jalkakuutiota kohti. Laske poijun paino seuraavasti: 2 jalkaa kuutiota x 15 kiloa / jalkaa kuutio = 30 kiloa.
Laske veden paino, jonka tilavuus on yhtä suuri kuin poijun, käyttämällä veden tiheytenä 62,4 paunaa / jalkaa kuutiota seuraavasti: 2 jalkaa kuutiota x 62,4 pauna / jalka kuutio = 124,8 paunaa / jalka kuutio. .
Huomaa, että poiju, joka pidetään veden alla, syrjäyttää 124,8 kiloa vettä. Archimedes-periaatteen mukaan korkkiin vaikuttava kelluva voima on 124,8 puntaa, mikä on enemmän kuin korkin paino. Siksi, jos korkki vapautetaan, kelluva voima työntää sen pintaan, missä se pysyy osittain upotettuna.
Laske kelluvan poijun syrjäyttämän veden tilavuus seuraavasti: 30 kiloa vettä / = 0,481 jalkaa kuutiometriä.
Laske veden pinnan yläpuolelle jäävän poijujen tilavuus seuraavasti: 2 - 0,481 = 1,519 jalkaa kuutiometriä. Näin ollen veden yläpuolella oleva poijujen tilavuusprosentti on: x 100 = 76 prosenttia.