Derivarea forței de ridicare din presiunea gravitațională LEIFIphysik
Derivarea forței de flotabilitate din presiunea gravitațională
Fapte cheie dintr-o privire
- Cauza flotabilității este presiunea gravitației.
- Forța de flotabilitate este egală cu greutatea lichidului deplasat sau a gazului deplasat.
Presiunea gravitațională
Presiunea gravitațională (presiunea hidrostatică) este o presiune pe care un corp o experimentează numai datorită greutății coloanei de lichid sau gaz de deasupra acestuia. Ca urmare a presiunii gravitaționale a lichidelor și gazelor, corpurile din aceste lichide și gaze experimentează o forță de flotabilitate \ (F_A \).
Se aplică următoarele
Forța de flotabilitate este egală cu greutatea lichidului deplasat sau greutatea gazului deplasat.
Derivare
Fundația Joachim Herz
- Corpul în cauză ar trebui să aibă aceeași zonă \ (A \) deasupra și dedesubt. Presiunea \ (p_o \) prevalează în partea de sus și presiunea \ (p_u \) în partea de jos. Atunci:
\ [F_A = p_u \ cdot A-p_o \ cdot A \]
- Folosind formula pentru presiunea în greutate \ (p = \ rho \ cdot g \ cdot h \) apoi \ [F_A = A \ cdot (\ rho \ cdot g \ cdot h_u - \ rho \ cdot g \ cdot h_o) \ ] unde \ (\ rho \) este densitatea lichidului sau gazului în care se află corpul. Excluderea \ (\ rho \) și \ (g \) duce la
\ [F_A = A \ cdot \ rho \ cdot g \ cdot (h_u - h_o) \]
\ [F_A = A \ cdot h \ cdot \ rho \ cdot g \]
Dar, deoarece produsul \ (A \ cdot h \) este tocmai volumul \ (V \) al corpului, se aplică următoarele:
\ [F_A = \ rho \ cdot V \ cdot g \]
Produsul densității lichidului și al volumului dă masa \ (m \) a lichidului deplasat: \ [F_A = m \ cdot g \] Înmulțirea cu factorul spațial \ (g \) dă în final greutatea lichidului deplasat sau gazul deplasat \ [F_A = F _> \; \ text \; F_A = F _> \]
Formula pentru forța de flotabilitate
\ [F_A = \ rho \ cdot V \ cdot g \] sau \ [F_A = F_ \; \ text \; F_A = F_ \]