Se un oggetto affonda o galleggia dipende dalla densità dell'oggetto e dal fluido in cui è immerso. Un oggetto più denso di un fluido affonderà nel fluido mentre un oggetto meno denso galleggerà. Si dice che un oggetto fluttuante sia galleggiante. Il classico inventore greco Archimede capì per primo che la galleggiabilità è una forza e lo afferma in un principio importante che porta il suo nome. Il Principio di Archimede afferma che qualsiasi oggetto immerso o fluttuante in un fluido è sostenuto da una forza pari al peso del fluido spostato.

Sfera di ferro nell'acqua

Considera una palla di ferro di volume 1 cc (cubettato in cm) immerso nell'acqua. Trova le densità di ferro e acqua dalle tabelle in un manuale di chimica o in un libro di testo.

Notare che la densità del ferro (7,87 g per cm cubo) è molto più alta della densità dell'acqua (1 g per cm- cubed.)

Determina la forza di galleggiamento che agisce sulla palla di ferro moltiplicando la densità dell'acqua per il volume di acqua spostato: 1 grammo /cm cubetti x 1 cm cubetti = 1 g. La palla di ferro pesa 7.87 g, che è maggiore della forza di galleggiamento, e quindi la sfera di ferro affonda.

Palloncino a elio

Considera un pallone che contiene 10.000 piedi cubi (cubi ft) di gas elio. Vicino alla superficie terrestre e ad una temperatura di 68 gradi Fahrenheit, la densità di elio è di circa 0,02 libbre (libbre) per piede cubico (ft cubi) e la densità dell'aria è di circa 0,08 libbre per piede cubo.

Calcolare il peso dell'aria spostata come segue: 10.000 piedi cubi x 0.08 lbs /ft cubi = 800 libbre. Calcola il peso dell'elio nel pallone: ​​10.000 piedi cubi x 0.02 lbs /ft cubi = 200 libbre.

Nota, secondo il principio di Archimede, che l'aria esercita una forza di galleggiamento di 800 libbre sul Palloncino. Poiché l'elio nel pallone pesa solo 200 libbre, il palloncino si solleverà se il peso totale del palloncino e delle attrezzature è inferiore alla differenza tra il peso dell'aria e il peso dell'elio, che è di 600 libbre. Quando il palloncino si solleva, il peso dell'aria spostata diminuisce a causa della diminuzione della densità dell'aria. Il pallone smetterà di salire quando il suo peso sarà bilanciato dalla forza di galleggiamento dell'aria.