Instrucțiuni gratuite pas cu pas 
I vårt exempel flyter bollen i vattnet. Efter att ha konsulterat en uppslagsbok vet vi att vatten har en densitet på ca 1.000 kg/m. Densiteten för många andra vanliga vätskor listas i binas (och andra referensverk). Du kan konsultera en sådan lista via denna webbplats. 
I vårt exempel, om vi har att göra med ett enkelt statiskt system, kan vi anta att endast den enda nedåtriktade kraften på vätskan och det nedsänkta föremålet är standardgravitationskraften: 9,81 Newton/kg. Men vad händer om vår boll flyter i en hink med vatten som kastas runt i en horisontell cirkel med hög hastighet? I det här fallet (förutsatt att skopan snurras tillräckligt snabbt för att se till att varken vattnet eller bollen faller ut), kan "nedåt"-kraften i denna situation härledas från den centrifugalkraft som skapas genom att svänga skopan, och inte tyngdkraften. 
Låt oss lösa vårt exempelproblem genom att koppla in dessa värden i ekvationen Fb = Vs × D × g. fb =0,262 m × 1 000 kg/m × 9,81 Newton/kg = 2 570 Newton. 
Låt oss till exempel säga att vi vill veta om en cylindrisk trätunna som väger 20 kilogram, 0,75 m i diameter och 1,25 m hög kommer att flyta i vatten. Detta kräver flera steg: Vi bestämmer volymen med formeln för volymen av en cylinder, V = π(radie)(höjd). V = π(0,375)(1,25) = 0,55 meter. Sedan kan vi lösa för flytkraften på fartyget (förutsatt standardgravitation och vatten med vanlig densitet). 0,55 m × 1000 kg/m × 9,81 newton/kilogram = 5.395,5 N. Nu måste vi bestämma tyngdkraften på pipan. G = (20 kg) (9,81 m/s) = 196,2 N. Detta är mycket mindre än flytkraften, så pipan kommer att flyta på vattnet. 
För syftet med detta experiment är det säkert att anta att vatten har en standarddensitet på 1.000 kg/m. Såvida du inte använder saltvatten eller en helt annan vätska, kommer de flesta vatten att ha en densitet nära detta referensvärde att en liten skillnad inte kommer att förändra våra resultat. Om du har en pipett kan denna vara mycket användbar för korrekt omfördelning av vattnet i innerbehållaren. 
För vårt exempel, låt oss säga att vi lägger en leksaksbil med en massa på 0,05 kg i den inre behållaren. Vi behöver inte beräkna bilens volym för att beräkna flytkraften, som vi kommer att se i nästa steg. 
Med andra ord, om ditt föremål flyter är volymen av det spillda vattnet lika med volymen av föremålet som är under vattenytan. Om föremålet sjunker kommer volymen vatten som spills att vara lika med volymen av hela föremålet. 
Fortsätt med vårt exempel, anta att vår leksaksbil sjönk ner i den innersta behållaren och förflyttade cirka två matskedar vatten (0,00003 m). För att hitta vattnets massa multiplicerar vi den med densiteten: 1.000 kg/m × 0,00003 m = 0,03 kg. 
Så, objekt med låg massa men hög volym är de mest motståndskraftiga objekttyperna. Denna egenskap gör att ihåliga föremål upplever en stark flytkraft. Tänk på en kanot - Den flyter bra eftersom den är ihålig, så en kanot kan flytta mycket vatten utan en mycket hög massa. Om kanoter inte var ihåliga skulle de inte flyta särskilt bra. I vårt exempel har bilen en större massa (0,05 kg) än det undanträngda vattnet (0,03 kg). Detta är i linje med vad vi observerade: bilen sjönk.
Beräknar flytkraft
Flytkraften är kraften motsatt tyngdkraften på föremål i en vätska. När ett föremål placeras i en vätska trycker föremålets vikt ner på vätskan (vätska eller gas) medan en uppåtriktad kraft trycker upp mot föremålet, mot gravitationen. I allmänhet kan denna flytkraft beräknas med hjälp av ekvationen fb = Vs × D × g, där Fb flytkraften är Vs volymen av den nedsänkta delen av föremålet, D densiteten av vätskan föremålet är nedsänkt i och g gravitationen. För att beräkna flytkraften för ett föremål kan du fortsätta läsa nedan i steg 1.
Steg
Metod 1 av 2: Använd flytkraftsekvationen
1. Bestäm volymen av den nedsänkta delen av föremålet. Flytkraften på ett föremål är direkt proportionell mot volymen av föremålet som är nedsänkt. Med andra ord, ju mer av ett föremål som är nedsänkt, desto större flytkraft verkar på det. Det betyder att även föremål som sjunker i vätska har en uppåtgående kraft som trycker dem uppåt. För att beräkna flytkraften på ett föremål är ditt första steg vanligtvis att bestämma volymen på föremålet som är nedsänkt i en vätska. För ekvationen av flytkraften bör detta värde uttryckas i kubikmeter (m).
- För föremål som är helt nedsänkta i vätskan är vattenvolymen lika med volymen av själva föremålet. För föremål som flyter i en vätska ingår endast volymen under vätskans yta.
- Låt oss till exempel säga att vi vill veta flytkraften hos en gummiboll som flyter i vatten. Om bollen är en perfekt sfär med en diameter på 1 meter (3.3 fot) och exakt halvvägs genom att bollen flyter i vattnet, då kan vi hitta volymen av delen under vattnet genom att bestämma volymen på hela bollen, sedan tar vi hälften av den. Eftersom volymen av en sfär är lika med (4/3)π(radie) , vet vi att bollens volym är lika med (4/3)π(0.5) = 0,524 m. 0,524/2 = 0,262 m under vattnet.
2.Bestäm densiteten av vätskan. Nästa steg i processen att hitta flytkraften är att definiera densiteten (i kg/meter) för vätskan som föremålet är nedsänkt i. Densitet är ett mått på vikten av ett föremål eller ämne i förhållande till dess volym. För två föremål med samma volym kommer föremålet med den högre densiteten att väga mer. Som regel gäller att ju högre densiteten av vätskan ett föremål är nedsänkt i, desto större blir flytkraften. För vätskor är det i allmänhet lättast att bestämma densiteten genom att bara slå upp den i binas (eller annan referensbok).
3. Bestäm gravitationen (eller annan nedåtgående kraft). Oavsett om ett föremål sjunker eller flyter i en vätska är det alltid föremål för gravitationen. I den verkliga världen är denna konstanta nedåtgående kraft lika med 9,81 Newton/kg. Men i situationer där andra krafter, såsom centrifugalkraften, också verkar på vätskan och föremålet som är nedsänkt i den, måste dessa också beaktas vid bestämning av den totala "nedåtgående" kraften för hela systemet.
4. Multiplicera volym × densitet × gravitation. Om värdena för föremålets volym (i m), vätskans densitet (i kg/m) och tyngdkraften (eller den nedåtgående kraften i systemet) anges, är det lätt att bestämma flytkraften. Multiplicera bara dessa tre värden för att hitta flytkraften i Newton.
5. Ta reda på om ditt föremål flyter (eller flyter i vattnet) genom att jämföra flytkraften med gravitationen. Med hjälp av flytkraftsekvationen är det lätt att hitta kraften som trycker upp ett föremål ur vätskan det är nedsänkt i. Men med lite extra arbete är det också möjligt att avgöra om föremålet kommer att flyta eller sjunka. För att göra detta, bestäm flytkraften på hela föremålet (med andra ord, ta hela volymen som Vs) och bestäm sedan tyngdkraften som trycker objektet nedåt, med hjälp av ekvationen G = (objektets massa) (9,81 m/s). Om flytkraften är större än gravitationen kommer föremålet att flyta. Å andra sidan kommer den att sjunka om gravitationen är större. Om de är lika kan man säga att föremålet förblir "svävande" i vätskan.
6. Använd samma tillvägagångssätt som för en vätska med en gas. När du utarbetar frågor om flytkraft, kom ihåg att vätskan som föremålet är nedsänkt i inte nödvändigtvis är en vätska. Gaser är också i grunden vätskor, och även om de har en mycket låg densitet jämfört med andra ämnen, kan de fortfarande bära vikten av vissa föremål som flyter i dem. En enkel heliumballong är ett tydligt bevis på detta. Eftersom gasen i ballongen är mindre tät än vätskan runt den (vanlig luft), flyter den!
Metod 2 av 2: Ett enkelt flytkraftsexperiment
1. Placera en liten skål eller kopp i en större. Med ett fåtal hushållsartiklar är det lätt att se principerna för flytkraft i aktion! I detta enkla experiment kommer vi att visa att ett nedsänkt föremål upplever flytkraft eftersom det tränger undan en mängd vätska som är lika med volymen av det nedsänkta föremålet. Medan vi gör detta kommer vi också att visa dig hur du hittar flytkraften hos ett föremål på ett praktiskt sätt med detta experiment. För att börja, placera en liten öppen behållare, som en skål eller kopp, inuti en större behållare, till exempel en stor skål eller hink.
2. Fyll den inre behållaren till kanten. Fyll nu den lilla innerbehållaren med vatten. Se till att du fyller den till brädden utan att spilla. Var försiktig! Om du spiller vatten, töm den större behållaren innan du försöker igen.
3. Sänk ett litet föremål i vattnet. Hitta nu ett litet föremål som får plats i innerbehållaren som tål vatten. Bestäm massan av detta föremål i kilogram (du kan använda en våg eller våg som anger dess vikt i gram och sedan omvandla den till kilogram). Doppa sedan långsamt och jämnt under vattnet tills det börjar flyta eller du knappt kan hålla i det, varefter du släpper det. En del av vattnet i den inre behållaren kommer att spilla över kanten och in i den yttre behållaren.
4. Häll det överflödande vattnet i ett glas. När vi sänker ett föremål i vatten förskjuts en del av det. Om det inte gjorde det skulle det inte finnas något utrymme för föremålet att sjunka ner i vattnet. När vattnet trycks undan av föremålet trycker vattnet tillbaka, vilket resulterar i flytkraft. Ta vattnet som har runnit in i den yttre behållaren och häll det i en liten måttbägare. Mängden vatten i mätbägaren bör vara ungefär lika med volymen av det nedsänkta föremålet.
5. Beräkna vikten av det spillda vattnet. Eftersom du känner till vattnets densitet och kan mäta volymen av det spillda vattnet med mätbägaren, vet du också massan. Konvertera volymen till m (a onlinekonverteringsverktyg användbar) och multiplicera den med vattnets densitet (1.000 kg/m).
6. Jämför massan av det undanträngda vattnet med föremålets massa. Nu när du vet massan av både föremålet nedsänkt i vatten och det förträngda vattnet, kan du jämföra båda för att se vilken som är störst. Om massan av det nedsänkta föremålet är större än det förträngda vattnets, borde det ha sjunkit. Å andra sidan, om massan av det undanträngda vattnet är större, måste föremålet ha flytit. Detta är principen för flytkraft i aktion - för att hålla sig flytande som ett föremål måste det förskjuta en vattenmassa som är större än själva föremålet.
Tips
- Använd en skala eller balans som kan ställas in på noll efter varje avläsning för korrekta avläsningar.
Förnödenheter
- Liten kopp eller skål
- Större skål eller hink
- Litet föremål för vattnet (som en tennisboll)
- Mätglaset
"Beräknar flytkraft"
Оцените, пожалуйста статью
