Flotabilitatea și principiul lui Arhimede
Un obiect într-un fluid simte o forță arhimedică în sus, egală cu greutatea fluidului dislocuit. Aceasta explică plutirea, scufundarea și pierderea aparentă de greutate.
Principiul lui Arhimede
Forța arhimedică este egală cu ρfluid × Vdisplaced × g. Dacă flotabilitatea depășește greutatea obiectului, el plutește; altfel se scufundă.
Plutește versus se scufundă
Densitatea medie decide soarta: obiectele mai puțin dense decât fluidul plutesc cu o parte din volum scufundată, până când fluidul dislocuit își egalează greutatea.
Explorează flotabilitatea interactiv
Plasează obiecte într-o zonă de fluid, apasă Pornește și citește live forța arhimedică și volumul dislocuit în timp ce densitatea și volumul se schimbă.
Principiul lui Arhimedes
Când un obiect stă într-un fluid, el împinge o parte din fluid în afară — aceasta se numește dislocare. Fluidul îl împinge înapoi cu o forță în sus egală cu greutatea fluidului dislocat. Dacă acea împingere în sus poate egala greutatea proprie a obiectului, el plutește; dacă obiectul este prea greu pentru fluidul pe care îl dislocă, se scufundă.
F_b = ρ · V · g
- ρ — densitatea fluidului (kg/m³): masa fluidului per unitate de volum
- V — volumul dislocat (m³): volumul de fluid pe care obiectul îl împinge în afară
- g — accelerația gravitațională (m/s²): accelerația gravitațională care trage totul în jos
Un bloc împinge deoparte 0.002 metri cubi de apă. Apa are densitatea de 1000 kilograme pe metru cub. Cu ce forță arhimedică împinge apa înapoi?
- ρ = 1000 kg/m³
- V = 0.002 m³
- g = 9.8 m/s²
- F_b = ρ · V · g
- F_b = 1000 kg/m³ · 0.002 m³ · 9.8 m/s²
F_b = 19.6 N