Lực đẩy nổi
Lực đẩy nổi là lực hướng lên mà chất lưu tác dụng lên một vật chìm trong nó. Nó giải thích vì sao có vật nổi còn có vật chìm.
Nguyên lý Archimedes
Nguyên lý Archimedes phát biểu rằng lực đẩy nổi bằng trọng lượng của phần chất lưu bị chiếm chỗ. Vật càng chiếm chỗ nhiều chất lưu, lực hướng lên càng lớn.
Nổi và chìm
Một vật nổi khi lực đẩy nổi có thể cân bằng trọng lượng của nó trước khi vật bị chìm hoàn toàn. Nếu khối lượng riêng trung bình của vật lớn hơn của chất lưu, nó sẽ chìm vì lực đẩy nổi cực đại quá nhỏ.
Thử khối lượng riêng trong mô phỏng
Dùng mô phỏng để so sánh các vật có khối lượng, thể tích và khối lượng riêng của chất lưu khác nhau. Quan sát số đo trực tiếp để thấy thể tích chiếm chỗ và lực đẩy nổi quyết định trạng thái cân bằng như thế nào.
Nguyên Lý Archimedes
Khi một vật nằm trong chất lỏng, nó đẩy một phần chất lỏng ra khỏi chỗ — gọi là sự chiếm chỗ. Chất lỏng đẩy ngược lại bằng một lực hướng lên bằng trọng lượng của chất lỏng bị chiếm chỗ. Nếu lực đẩy lên đó bằng trọng lượng của vật, nó nổi; nếu vật quá nặng so với chất lỏng nó chiếm chỗ, nó chìm.
F_b = ρ · V · g
- ρ — khối lượng riêng chất lỏng (kg/m³): khối lượng của chất lỏng trên một đơn vị thể tích
- V — thể tích bị chiếm chỗ (m³): thể tích chất lỏng bị vật đẩy ra khỏi chỗ
- g — gia tốc trọng trường (m/s²): gia tốc trọng trường kéo mọi thứ xuống
Một khối vật đẩy 0,002 mét khối nước ra khỏi chỗ. Nước có khối lượng riêng 1000 kilôgam trên mét khối. Nước đẩy ngược lại với lực đẩy nào?
- 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