부 동력 계산 방법 : 12 단계 (사진 포함) - 팁

동영상: 절대 안까먹는 축동력 쉽게 계산하는 방법 10분만에 익히기 (SI단위계)

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단계
조언
필요한 것

부 유력은 중력과 반대 방향으로 유체에 잠긴 물체에 작용하는 힘입니다. 물체를 유체에 넣으면 물체의 무게가 유체 (액체 또는 기체)를 아래로 밀고 부력은 물체를 중력의 반대 방향으로 위로 밀어냅니다. 일반적으로이 부력은 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 에프_비 = V_에스 × D × g, 여기서 F_비 부력, V_에스 물속에 잠긴 부분의 부피, D는 물체를 둘러싼 유체의 밀도, g는 중력입니다. 물체의 부력을 결정하는 방법을 배우려면 아래의 1 단계부터 시작하십시오.

단계

방법 1/2 : 부 동력 방정식 사용

볼륨 찾기 물체의 잠긴 부분. 물체에 작용하는 부력은 물체의 잠긴 체적 부분과 직접 관련이 있습니다. 즉, 단단한 몸체의 싱크가 클수록 부력이 더 강해집니다. 즉, 물체가 액체에 완전히 잠기더라도 여전히 부력이 작용합니다. 물체에 작용하는 부력을 계산하기위한 첫 번째 단계는 일반적으로 유체에 흡수 된 부피의 부피를 결정하는 것입니다. 부 동력에 대한 방정식에서이 값은 m으로 작성되어야합니다.
- 유체에 완전히 잠긴 물체의 경우 잠긴 체적은 물체 자체의 체적과 동일합니다. 유체의 상층 액의 경우 유체 표면 아래의 부피 분율 만 고려합니다.
- 예를 들어, 물에 떠있는 고무공에 작용하는 부력을 찾고 싶다고 가정 해 보겠습니다. 공이 직경 1m의 완벽한 구이고 정확히 절반이 잠긴 상태로 떠있는 경우 전체 공의 부피를 계산하고이를 절반으로 나누어 잠긴 부분의 부피를 찾을 수 있습니다. 구의 부피는 (4/3) π (반지름)이므로 공의 부피는 (4/3) π (0.5) = 0.524m입니다. 0.524 / 2 = 0.262m 침몰.
유체의 밀도를 찾으십시오. 부 유력을 찾는 다음 단계는 주변 액체의 밀도 (kg / m)를 결정하는 것입니다. 밀도는 물질 또는 물질의 질량과 해당 부피의 비율로 측정되는 양입니다. 동일한 부피의 두 물체를 사용하면 밀도가 높은 물체가 더 무거워집니다. 일반적인 경험 법칙은 유체의 밀도가 높을수록 그 안에 가라 앉는 신체에 더 큰 부력이 작용한다는 것입니다. 유체의 경우 일반적으로 밀도를 결정하는 가장 쉬운 방법은 참조를 사용하는 것입니다.
- 위의 예에서 공은 물에 떠 있습니다. 참고 문헌에 따르면 물에는 특정 밀도가 있습니다. 1,000kg / m.
- 많은 일반적인 유체의 밀도는 기술 문헌에 나와 있습니다. 이 목록은 여기에서 찾을 수 있습니다.
중력 (또는 아래쪽 방향의 다른 힘)을 찾습니다. 물체가 유체에 가라 앉든 떠 있든 항상 중력의 영향을받습니다. 사실,이 하향 힘 상수는 9.81 뉴턴 / 킬로그램. 그러나 유체에 작용하는 또 다른 힘이 있고 방사형 힘과 같이 몸이 가라 앉는 경우 전체 시스템에 대한 전체 "하향"힘을 계산할 때이 힘을 고려해야합니다.
- 위의 예에서 정상적인 정적 시스템이있는 경우 유체와 신체에 작용하는 유일한 하향 힘은 표준 중력이라고 가정 할 수 있습니다. 9.81 뉴턴 / 킬로그램.
부피에 밀도와 중력을 곱하십시오. 물체 부피 (m), 유체 밀도 (kg / m) 및 중력 (또는 뉴턴 / 킬로그램 시스템의 하향 힘)에 대한 값이 있으면 부 유력을 쉽게 찾을 수 있습니다. . 뉴턴 단위의 부 동력을 찾으려면이 세 배만하면됩니다.
- 값을 방정식 F에 대입하여 예제 문제를 해결하십시오._비 = V_에스 × D × g. 에프_비 = 0.262m × 1,000kg / m × 9.81 N / kg = 2,570 뉴턴. 다른 유닛들은 서로를 몰살시키고 뉴턴 유닛 만 남겼습니다.
중력과 비교하여 물체가 떠 있는지 확인하십시오. 부력 방정식을 사용하면 물체를 액체 밖으로 밀어내는 힘을 쉽게 찾을 수 있습니다. 그러나 추가 단계를 한 번 더 수행하면 재료가 유체에 떠 있거나 가라 앉는지도 확인할 수 있습니다. 몸 전체에 작용하는 부 유력을 구합니다 (즉, 몸 전체 V_에스) 그런 다음 방정식 G = (물체의 질량) (9.81 m / s)로 물체를 끌어 당기는 중력을 찾으십시오. 떠 다니는 힘이 중력보다 크면 물체가 떠 있습니다. 반면 중력이 더 크면 물체는 가라 앉을 것입니다. 이 두 힘이 같으면 다음과 같이 말합니다. 매달린.
- 매달린 물체는 물 위에 뜨거나 물 속에있는 동안 바닥으로 가라 앉지 않습니다. 그것은 표면과 바닥 사이의 액체에 매달려 있습니다.
- 예를 들어 지름 0.75m, 높이 1.25m의 20kg 원통형 나무 상자가 물에 뜰 수 있는지 알고 싶다고 가정 해 보겠습니다. 이 문제에 대해 몇 가지 단계를 수행해야합니다.
  - 첫 번째는 실린더 체적 V = π (반지름) (높이) 공식을 사용하여 체적을 찾는 것입니다. V = π (0.375) (1.25) = 0.55m.
  - 다음으로 표준 중력과 물의 밀도를 알고 있다고 가정하고 배럴에 작용하는 부 유력을 계산합니다. 0.55m × 1000kg / m × 9.81 N / kg = 5,395.5 뉴턴.
  - 이제 우리는 나무 상자에 작용하는 중력을 찾아야합니다. G = (20kg) (9.81m / s) = 196.2 뉴턴. 이 결과는 부력보다 훨씬 작으므로 배럴이 떠 있습니다.
유체가 기체 일 때 동일한 계산을 사용합니다. 부력 문제를 해결할 때 유체가 액체 일 필요는 없음을 잊지 마십시오. 기체는 다른 유형의 물질에 비해 밀도가 매우 낮음에도 불구하고 유체라고도하며 기체는 여전히 그 안에 떠있는 일부 물체를 밀어 낼 수 있습니다. 헬륨 거품이 그 증거입니다. 거품 속의 헬륨은 주변의 유체 (공기)보다 가볍기 때문에 거품이 날아갈 것입니다! 광고

방법 2/2 : 부 동력에 대한 간단한 실험 수행

큰 그릇에 작은 그릇을 놓습니다. 집에 몇 개의 물체 만 있으면 실제로 부력의 효과를 쉽게 확인할 수 있습니다. 이 실험에서 우리는 물체가 물에 잠길 때 물에 잠긴 물체의 부피와 같은 양의 유체를 대신하기 때문에 부력의 영향을 받는다는 것을 보여줍니다. 실험을하는 과정에서 실제로 물체의 부 유력을 찾는 방법도 보여줍니다. 먼저 큰 그릇이나 물통과 같은 큰 용기에 그릇이나 컵과 같은 작고 뚜껑이없는 용기를 넣습니다.
작은 용기에 물을 채 웁니다. 물을 흘리지 말고 가장자리에 가깝게 부어야합니다. 이 단계에서 조심하십시오! 물이 넘치게하면 큰 용기를 완전히 비운 다음 다시 시작해야합니다.
- 이 실험에서는 물의 밀도가 1000kg / m라고 가정합니다. 염수 나 완전히 다른 액체를 사용하지 않는 한 대부분의 물은이 기준 값에 가까운 밀도를 가지므로 결과에 영향을주지 않습니다.
- 점 적기가 있으면 내부 용기에 물을 떨어 뜨려 수위가 가장자리까지 올라갈 수 있습니다.
작은 물체를 담그십시오. 다음으로 물로 인한 손상없이 작은 용기에 들어갈 수있는 물건을 찾으십시오. 이 물체의 무게를 킬로그램 단위로 찾으십시오 (그램 단위로 눈금을 측정 한 다음 킬로그램으로 변환해야합니다). 그런 다음 손가락이 물에 젖지 않고 물속으로 천천히 눌러 물에 뜨거나 간신히 잡을 수 있습니다. 내부 용기의 가장자리에서 외부 용기로 약간의 물이 흘러 들어가는 것을 볼 수 있습니다.
- 이 예에서는 0.05kg 장난감 자동차를 내부 컨테이너에 밀어 넣는다 고 가정 해 보겠습니다. 다음 단계에서 알 수 있듯이 부력을 계산하기 위해 차의 부피를 알 필요가 없습니다.
물 넘침을 모으고 측정하십시오. 물체를 물에 넣으면 물이 대신됩니다. 그렇지 않으면 물에 담글 수있는 공간이 없습니다. 경로에서 물을 밀어 내면 물이 밀어 내고 부력을 생성합니다. 내부 용기에서 흘린 물을 모아서 작은 계량 컵에 붓습니다. 비커의 물의 양은 물에 잠긴 물체의 양과 같아야합니다.
- 즉, 물체가 떠있는 경우 범람하는 물의 양은 수면 아래에 잠긴 물체의 양과 동일합니다. 물체가 가라 앉으면 범람하는 물의 양은 전체 물체의 양과 같습니다.
흘린 물의 양을 계산하십시오. 물의 밀도를 알고 계량컵에 넘친 물의 양을 측정 할 수 있으므로 물의 양을 계산합니다. 부피를 m으로 변환하고 (이와 같은 온라인 단위 변환기가 여기에서 도움이 될 수 있음) 물의 밀도 (1,000kg / m)를 곱합니다.
- 위의 예에서 장난감 자동차가 내부 컨테이너에 잠겨 있고 약 2 테이블 스푼 (0.00003m)의 물을 차지한다고 가정합니다. 물의 질량을 구하려면 여기에 밀도를 곱하십시오. 1,000 kg / m × 0.00003 m = 0.03kg.
변위 된 물의 부피와 물체의 질량을 비교하십시오. 이제 물속에 잠긴 물과 변위 된 물의 질량을 알았으므로이 두 값을 비교하십시오. 물체의 질량이 변위 된 물의 양보다 크면 물체가 가라 앉습니다. 다른 한편으로, 변위 된 물의 부피가 더 크면 물체는 부유 할 것입니다. 이것은 실제로 부력의 원리입니다. 부 유체의 경우 신체 자체의 질량보다 큰 물의 질량을 대체해야합니다.
- 따라서 가볍지 만 부피가 큰 개체가 가장 좋은 부동 개체입니다. 이 속성은 속이 빈 개체가 매우 잘 떠있을 수 있음을 나타냅니다. 카누를 살펴 보겠습니다. 내부가 비어 있기 때문에 잘 뜰 수 있기 때문에 많은 물을 차지할 수 있지만 질량은 너무 무겁지 않습니다. 카누 내부가 두꺼우면 잘 뜰 수 없습니다.
- 위의 예에서 질량이 0.05kg 인 차량은 물의 양이 0.03kg보다 큽니다. 이것은 우리가 관찰 한 것과 일치합니다 : 차가 가라 앉았습니다.
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