Έχετε ποτέ αναρωτηθεί, γιατί τα στερεά αντικείμενα επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού; Βάζετε τον φελλό στο νερό και ο φελλός επιπλέει. Από την άλλη πλευρά, αν βάλετε μια βελόνα ή μια πέτρα ραψίματος στο νερό, η βελόνα ή η πέτρα ραψίματος θα βυθιστεί, παρόλο που το μέγεθος της βελόνας ή της πέτρας είναι μικρότερο από τον φελλό. Ποιοι παράγοντες προκαλούν ένα στερεό αντικείμενο να επιπλέει στην επιφάνεια του νερού ;
Η βαρυτική δύναμη της Γης ασκείται σε κάθε αντικείμενο στην επιφάνεια της Γης, επομένως κάθε αντικείμενο με μάζα ασκεί βαρυτική δύναμη. Εάν η δύναμη βάρους (w) ενός στερεού αντικειμένου είναι μικρότερη από τη δύναμη άνωσης (F A ) του νερού, τότε όταν το στερεό αντικείμενο βυθίζεται στο νερό, το αντικείμενο κινείται προς τα πάνω και επιπλέει στην επιφάνεια του νερού.
Τα αντικείμενα κινούνται προς τα πάνω και επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού επειδή υπάρχει μια συνολική δύναμη ή μια συνισταμένη δύναμη κατευθυνόμενη προς τα πάνω που ασκείται στο αντικείμενο, όπου το μέγεθος της συνολικής δύναμης = δύναμη άνωσης – βαρύτητα.
Περιγραφή: ρ = πυκνότητα μάζας, g = βαρυτική επιτάχυνση, Vεπίδεσμος = όγκος ενός αντικειμένου βυθισμένου στο νερό (όλα τα μέρη του αντικειμένου είναι βυθισμένα στο νερό), P = πίεση, A = επιφάνεια, m = μάζα του αντικειμένου.
Με βάση αυτήν την εξίσωση, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η κατεύθυνση κίνησης ενός αντικειμένου βυθισμένου στο νερό επηρεάζεται μόνο από την πυκνότητα του αντικειμένου και την πυκνότητα του νερού. Εάν η πυκνότητα του νερού είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του αντικειμένου, το αντικείμενο θα κινηθεί προς τα πάνω αφού βυθιστεί στο νερό (το αντικείμενο επιπλέει).
Όταν ένα αντικείμενο επιπλέει στην επιφάνεια του νερού, το μέγεθος της άνωσης πρέπει να είναι το ίδιο με το μέγεθος του βάρους του αντικειμένου, έτσι ώστε η συνισταμένη δύναμη να είναι μηδέν και το αντικείμενο να βρίσκεται σε στατική ισορροπία (το αντικείμενο είναι σε ηρεμία).
Περιγραφή: ρ = πυκνότητα, v 1 = όγκος του αντικειμένου βυθισμένου στο νερό, v 2 = συνολικός όγκος του αντικειμένου
Όταν ένα αντικείμενο επιπλέει στην επιφάνεια του νερού, ο όγκος του αντικειμένου που βυθίζεται στο νερό καθορίζεται από τον όγκο του αντικειμένου και την αναλογία της πυκνότητας του νερού προς την πυκνότητα του αντικειμένου. Εάν το αντικείμενο επιπλέει στην επιφάνεια ενός υγρού διαφορετικού από το νερό, η πυκνότητα του νερού αντικαθίσταται από την πυκνότητα του υγρού.
