ทฤษฎีบทของอาร์คิมิดีส: กฎการลอยตัว

อู๋ ทฤษฎีบทของอาร์คิมิดีสเรียกอีกอย่างว่า “หลักการของอาร์คิมิดีส(กฎของการลอยตัว) หมายถึงประสบการณ์ของนักฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ชาวกรีกผู้ยิ่งใหญ่: อาร์คิมิดีสแห่งซีราคิวส์

ดังนั้น จาก “แรงโน้มถ่วง เฉพาะ” ทฤษฎีบทของอาร์คิมิดีสช่วยให้เราสามารถคำนวณค่าของแรงในแนวตั้งและแรงขึ้น (แรงลอยตัว) ที่ทำให้วัตถุมีน้ำหนักเบาลงในของเหลว

ดังนั้น สมมุติฐานของ อาร์คิมิดีส พูดว่า:

“ทุกร่างที่แช่อยู่ในของเหลวจะได้รับแรงผลักขึ้นเท่ากับน้ำหนักของปริมาตรของ ของเหลวถูกแทนที่ ดังนั้นร่างกายจึงหนาแน่นกว่าอ่างน้ำในขณะที่ความหนาแน่นน้อยกว่า ลอย”.

สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมเมื่อเราแช่ตัวในน้ำ ไม่ว่าที่ชายหาดหรือในสระ การรับรู้ที่เรามีก็คือเราอยู่ในน้ำที่เบากว่าภายนอกน้ำ ซึ่งอธิบาย ความแข็งแกร่ง แรงขับ (E) กระทำในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงน้ำหนัก (P)

การลอยตัว

THE แรงลอยตัว (แรงกระตุ้น) เป็นพลัง อุทกสถิต คือ ความยิ่งใหญ่ของเวกเตอร์ (มีโมดูล ทิศทาง และทิศทาง) แทนด้วยตัวอักษร F โดยมีลูกศรอยู่เหนือตัวอักษร

แรงลอยตัวกำหนดแรงสุทธิที่กระทำโดยของไหลบนวัตถุที่กำหนด

ในระบบสากล (SI) ของหน่วย แรงขับวัดโดยหน่วยนิวตัน (N) ดังนั้นในการคำนวณแรงลอยตัวจึงใช้สูตรต่อไปนี้:

อี= ดฟ Vfd.g

จากที่ไหน

df: ความหนาแน่นของของเหลว
VFD: ปริมาณของเหลว
ก: ความเร่งของแรงโน้มถ่วง

ดังนั้นจึงควรเน้นว่าหาก ความหนาแน่น ถ้าร่างกายมากกว่าความหนาแน่นของของเหลว ร่างกายจะจม; ถ้าความหนาแน่นของร่างกายเท่ากับความหนาแน่นของของเหลว ร่างกายจะอยู่ในสมดุลกับของเหลว และสุดท้าย ถ้าความหนาแน่นของร่างกายน้อยกว่าความหนาแน่นของของเหลว ร่างกายจะลอยอยู่บนผิวของของเหลว

กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าแรงลอยตัว (E) น้อยกว่าแรงน้ำหนัก (P) ร่างกายจะจม ถ้าแรงลอยตัว (E) มีความเข้มข้นเท่ากับแรงถ่วงน้ำหนัก (P) ร่างกายจะไม่ขึ้นหรือลง ให้คงสมดุล สุดท้ายถ้าแรงลอยตัวมากกว่าแรงน้ำหนัก (P) ร่างกายก็จะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ

โปรดทราบว่าในระบบระหว่างประเทศ (SI) the ความหนาแน่น ของของไหลมีหน่วยเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (กก./ลบ.ม), โอ ปริมาณ เป็นลูกบาศก์เมตร (ลบ.ม) และความเร่งของแรงโน้มถ่วงเป็นเมตรต่อวินาทีกำลังสอง (เมตร/วินาที²).

อ่านเพิ่มเติม:

• สูตรแรงขับ
• อุทกสถิต
• แรงดันอุทกสถิต
• ทฤษฎีบทของสตีเวน
• หลักการของปาสกาล
• สูตรฟิสิกส์
• แบบฝึกหัดความหนาแน่น

ความอยากรู้

• ทะเลเดดซีเป็นทะเลสาบที่มีเกลืออยู่มาก ตั้งอยู่ในตะวันออกกลาง จึงมีความหนาแน่นสูงมาก โปรดทราบว่ายิ่งมีความหนาแน่นของของไหลมากเท่าใด แรงลอยตัวกระทำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมผู้คนถึงมีสิ่งอำนวยความสะดวกที่ดีในการลอยตัวในที่แห่งนี้ เนื่องจากแรงลอยตัวกระทำจะมีความเข้มข้นมากกว่าแรงน้ำหนัก

ทดสอบความรู้ของคุณด้วยคำถามในหัวข้อใน แบบฝึกหัดอุทกสถิต.