Калькулятор выталкивающей силы
Сила Архимеда, вес тела и то, всплывёт ли оно.
Заполните поля — результат появится здесь автоматически.
Сила Архимеда определяется объёмом вытесненной жидкости и её плотностью. Сравнение с весом даёт вертикальную равнодействующую этих двух сил для указанного погружения. Если тело уже плавает в покое, вытесненная масса равна его массе; больший объём полного погружения показывает запас плавучести, а не фактическое равновесное вытеснение.
Как считается
Формула и логика
F = ρ · g · V при g = 9,80665; равнодействующая равна F − m · g.
Пример
Тело 15 кг объёмом 20 литров в воде получает 196,13 Н против веса 147,1 Н — всплывает.
Поля и единицы
- Объём тела — м³
- Плотность жидкости — кг/м³
- Масса тела — кг
Как пользоваться
- — Плотность жидкости: пресная вода 1000, морская около 1025, дизель около 840, ртуть 13 546 кг/м³.
- — Равнодействующая положительна — тело всплывает, отрицательна — тонет, ноль — висит в толще.
- — Вводите именно объём, исключённый из жидкости. Замкнутая сухая полость учитывается по внешнему контуру; свободно залитая водой полость такого вытеснения не даёт. 1 л=0,001 м³.
Методика и ограничения
- Методика расчёта
- Формула и логика
- Источник данных или нормы
- OpenStax: вес вытесненной жидкости
- Ограничение
- Неподвижная однородная жидкость, заданный вытесненный объём и постоянное g=9,80665 м/с². Не учитываются сопротивление, опоры, поверхностное натяжение и изменение погружения.
FAQ
Почему тяжёлый корабль не тонет?
Плотный материал корпуса может окружать большой водонепроницаемый объём с воздухом. Пока судно плавает в покое, масса вытесненной воды равна полной массе судна. При поступлении воды растёт масса и может теряться доступный сухой объём; один расчёт силы не проверяет остойчивость или герметичность.
Что даёт нейтральная плавучесть?
Равенство вытесненной и собственной массы даёт нулевую сумму веса и силы Архимеда. Тело, первоначально находящееся в покое и без других сил, не получает вертикального ускорения; это не отменяет уже имеющуюся скорость или сопротивление жидкости.
Почему в морской воде легче плавать?
При том же вытесненном объёме сила пропорциональна плотности. Иллюстративные 1025 и 1000 кг/м³ дают на 2,5% больше силы, но реальная плотность зависит от температуры и солёности. Это не гарантия безопасности человека в воде.
Нужна ли плотность самого тела?
Нет, достаточно объёма и массы — их отношение и есть плотность. Расчёт намеренно берёт то, что легче измерить: массу на весах, объём по вытесненной воде.