Indhold
Alle væsker er væsker, men interessant nok er ikke alle væsker væsker. Alt, der kan flyde - såsom en gas - er en væske og kan skabe en kraftig kraft. Flydende skyldes, når områder med højere tryk under en genstand udøver kraft opad mod områder med lavere tryk. Mængden af opdriftskraft, som en væske udøver, bestemmes imidlertid af genstandens volumen og ifølge Archimedes-princippet.
Pascal og pres
Inden du kan forstå, hvordan forskelle i væsketryk kan påvirke opdrift, skal du først forstå, hvordan trykket opfører sig i væsker. Pascals-princippet siger, at når tryk ændres på et hvilket som helst sted i et lukket system, vil trykændringen mærkes lige på hvert punkt inden for dette system og i alle retninger. Dette princip er det, der gør det muligt for hydrauliske systemer at fungere. Det dikterer også, at trykket i et væskekrop, hvor der ikke er yderligere faktorer, der påvirker trykket, forbliver konstant og jævnt. På Jorden er der dog mindst mindst én anden kraft, der forårsager en varians i trykket fra en væske, og den kraft er tyngdekraften.
Dybde og forskel
Tyngdekraften trækker ned på alt, hvad der har masse. Når tyngdekraften trækker nedad på en væskekrop, vægten af væsken i de øverste dele af kroppen hænger derfor på væsken i de nedre dele, hvilket skaber en grad af stigende tryk, når du bevæger sig nedad i denne væske. For eksempel, hvis du dykker dybt ned i en sø, vil du føle et stigende pres i dine ører - og måske endda mod din krop - jo dybere du dykker. Hvis du holder op med at svømme nedad, vil det højere tryk under dig skubbe dig tilbage op mod området med lavere tryk. På denne måde har tyngdekraften skabt en trykdynamik, der dikterer, at der altid vil være et større pres under et nedsænket objekt end over det.
Archimedes og beløb
Den græske filosof og matematiker Archimedes tog denne forståelse af pres et skridt videre og gjorde mening ud af, hvorfor en væske anvender en vis mængde opadrettet kraft på et objekt og får det til at rejse sig og flyde eller lader det synke. Han bestemte, at den opadgående kraft var lig med vægten af det vand, der blev forskudt af den neddykkede genstand. For eksempel vejer vand et gram pr. Kubikcentimeter. Hvis du dykker en kugle med et volumen på 25 kubikcentimeter, vil du have forskudt 25 gram vand. Derfor vil den resulterende flydende kraft på denne kugle være 25 Newton (Newton er enheder, der måler kraft). Denne opdriftskraft er dog altid baseret på massen af det fordrevne vand og ikke på objektets masse.
Densitet som afgørelse
Tæthed er i sidste ende den faktor, der bestemmer, om et objekt vil flyde, synke eller forblive neutralt flydende i en væske. For eksempel, hvis den 25 kubikcentimeter kugle er hul og fyldt med luft, vil den være lettere end de 25 gram vand, den har forskudt, og vil flyde. Hvis kuglen er lavet af et tættere materiale, såsom jern, kan det være meget tungere og synke hurtigt til bunden af vandmassen. Hvis du nedsænker en kugle, der vejer nøjagtigt 25 gram, vil drivkraften imidlertid ikke føre den op til overfladen, men blot holde den fra at synke. Denne kugle vil forblive neutralt opdrift i væskekroppen, indtil den udøves af en udvendig kraft.