Densitet

Efter många veckor till havs, kommer fartyget till hamnen. Kaptenen beordrar att ankaret ska kastas. Hmm, uppenbarligen är det något som inte stämmer med det här ankaret. Det ser ut som den är gjord av trä. Trä flyter, så det är inte ett bra material för ett ankare. Ändra materialet till stål, och ankaret sjunker till havets botten, vilket håller fartyget på plats.

Varför flyter ett träankare medan ett stålankare sjunker? Vi tittar på det, i mindre skala. Träkuben flyter i vattnet. Medan stålkuben sjunker. Även fast de har samma storlek, har stålkuben mer massa, så den är tyngre. Jämför nu med en vattenkub av samma storlek.

Storleken, eller volymen, av trä har mindre massa än samma volym vatten. Det gör att trä flyter i vatten. Ett stålkub har större massa än vatten med samma volym. Så den sjunker. Materialets massa i förhållande till dess volym kallas dess densitet.

Stålankaret och träankaret har samma volym, men stålankaret har större massa. Det har högre densitet. För att får fram densiteten måste man ta reda på hur mycket massa det finns i materialet i förhållande till volymen. Hur många kilo finns det per kubikmeter av materialet? Densiteten är massan av materialet dividerat med dess volym.

Vi representerar densiteten med den grekiska bokstaven rho, som ser ut som ett p. Vi anger den i kilogram per kubikmeter. Det är SI-enheten för densitet. Den består i sig av SI-enheterna för massa och volym. Densitet talar om hur många kilo som finns i en kubikmeter av ett visst material.

Allt du behöver för att mäta densiteten av ett material är dess volym och dess massa. Vilket material som helst med högre densitet än vatten sjunker och något med lägre densitet än vatten kommer att flyta. Det finns en enkel formel som du kan använda för att testa om ett material kommer att flyta i vatten. Dividera materialets densitet med vattnets densitet. Vattnets densitet är 1000 kilo per kubikmeter.

Träets densitet är 900 kilogram per kubikmeter. Det ger dig träets densitet i förhållande till vattnets densitet. Det är träets relativa densitet. Material med lägre relativ densitet än 1, kommer att flyta. Material med högre relativ densitet än 1 kommer att sjunka.

Den relativa densiteten hos trä är lägre än 1, så trä flyter i vatten. Jämför detta med den relativa densiteten hos stål. Stål har densiteten 7900 kg per kubikmeter. Den relativa densiteten hos stål är 7900 dividerat med 1000, vilket är 7,9. Den relativa densiteten hos stål är högre än 1, kommer att sjunka i vatten.

vilket innebär att stålet Relativ densitet är ett förhållande så att den har ingen enhet. Man kan mäta relativ densitet på vilket material som helst. Allt man behöver veta är dess densitet. Förståelsen för relativ densitet gör att ingenjörer kan välja rätt material när något ska byggas. Om den som gjorde ankaret hade vetat hur man mäter relativ densitet skulle fartyget aldrig haft ett ankare av trä.

Och skeppet kunde ha ankrat sig ordentligt.