La densité et la flottabilité
La densité
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La densité
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Quel terme décrit le mieux la densité ?
Après de nombreuses semaines en mer, ce navire arrive au port. Le capitaine ordonne que l'ancre soit jetée. Mhmm, évidemment, quelque chose ne va pas avec cette ancre, on dirait qu'elle est en bois. Le bois flotte donc ce n'est pas un bon matériau pour faire une ancre. Change le matériau en acier et l'ancre coule au fond de la mer en maintenant le navire en place.
Pourquoi une ancre en bois flotte-t-elle alors qu'une ancre en acier coule ? Voyons ça à plus petite échelle. Le cube en bois flotte dans l'eau tandis que celui en acier coule, même s'ils sont de la même taille, celui en acier a plus de masse - il est plus lourd. Maintenant, compare cela à de l'eau de même taille, cette taille ou ce volume de bois, a moins de masse que le volume d'eau. Ça le fait flotter dans l'eau. Le cube d'acier a une masse plus grande que l'eau du même volume, donc il coule.
La masse du matériau par rapport à son volume s'appelle sa densité. Les ancrages en acier et en bois ont le même volume, mais celui en acier a plus de masse, donc il a une densité plus élevée. Pour trouver la densité, tu dois déterminer la masse du matériau en fonction de son volume. Combien de kilogrammes y a-t-il par mètre cube de ce matériau ? C'est la masse du matériau divisée par son volume.
Nous représentons la densité avec la lettre grecque rhô qui ressemble à un p. On la mesure en kilogrammes par mètre cube. C'est l'unité SI pour la densité. Elle est composée des unités SI pour la masse et le volume. La densité t'indique combien de kilogrammes il y a dans 1 mètre cube d'un matériau.
Tout ce dont tu as besoin pour mesurer la densité d'un matériau est son volume et sa masse. Tout matériau ayant une densité plus élevée que l'eau coulera et tout matériau ayant une densité inférieure à l'eau flottera. Il existe une équation simple que tu peux utiliser pour tester si un matériau flottera dans l'eau. Divise la densité du matériau par la densité de l'eau. La densité de l'eau est de 1 000 kilogrammes par mètre cube.
La densité du bois est de 900 kilogrammes par mètre cube. Cela te donne la densité du bois par rapport à la densité de l'eau. C'est la densité relative du bois. Les matériaux avec une densité relative inférieure à 1 flotteront. Les matériaux avec une densité relative supérieure à 1 couleront.
La densité relative du bois est inférieure à 1, donc il flotte dans l'eau. Maintenant, compare ça à la densité relative de l'acier. L'acier a une densité de 7 900 kilogrammes par mètre cube. La densité relative de l'acier est de 7 900 divisé par 1 000, soit 7,9. La densité relative de l'acier est supérieure à 1, l'acier coulera dans l'eau.
ce qui signifie que La densité relative est un rapport, donc elle n'a pas d'unité. Tu peux mesurer la densité relative de n'importe quel matériau. Tout ce que tu dois savoir, c'est sa densité. Comprendre la densité relative permet aux ingénieurs de choisir les meilleurs matériaux pour la construction. Si la personne qui a fabriqué l'ancre avait su mesurer la densité relative, elle n'aurait jamais fabriqué une ancre en bois.
Le navire aurait pu ancrer correctement.