แรงลอยตัว (buoyant force) หรือแรงพยุงของของเหลวทุกชนิดเป็นไปตามหลักของอาร์คิมีดิส (Archimedes' Principle) ซึ่งกล่าวว่า แรงลอยตัวหรือแรงพยุงที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุ มีขนาดเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมอยู่ในของเหลว
ความหนาแน่น r = M / V หรือ M = rV
ดังนั้น Mg = rVg
แรงลอยตัว = น้ำหนักของของเหลวปริมาตรเท่าวัตถุส่วนจม
= r ของเหลว Vส่วนจม g
น้ำหนักของวัตถุ = น้ำหนักของของเหลวที่ถูกแทนที่ ถ้าวัตถุนั้นไม่ลอย เมื่อชั่งในของเหลวจะได้น้ำหนักน้อยกว่าชั่งในอากาศ น้ำหนักที่หายไปมีค่าเท่ากับน้ำหนักของเหลวปริมาตรเท่าวัตถุ
ของลอย วัตถุที่จัดว่า ลอยในของเหลว ต้องเข้าหลักดังนี้
1) ไม่มีเชือกผูก ก็ลอยนิ่งในของเหลวได้
2) ถ้ามีเชือกผูก เชือกต้องหย่อน
3) วัตถุอยู่ไม่ถึงก้นภาชนะ
ของลอยที่ลอยนิ่งได้ แสดงว่า สมดุล
การที่วัตถุไม่ขึ้นหรือลง แสดงว่า สมดุล แรงขึ้น = แรงลง
ดังนั้น น้ำหนักของเหลวที่ถูกแทนที่ = น้ำหนักวัตถุทั้งก้อนในอากาศ
ข้อควรจำ
1. " ของเหลวที่ถูกแทนที่" และ "น้ำหนักวัตถุในอากาศ" อาจมีมากกว่า 1 แรงก็ได้
2. คำว่า "น้ำหนักของวัตถุในอากาศ" หมายถึง น้ำหนักวัตถุทั้งก้อน
3. คำว่า "กด" แปลว่า มีตุ้มน้ำหนักวางทับอยู่ตอนบน
4. คำว่า "ถ่วง" แปลว่า มีตุ้มน้ำหนักดึงอยู่ตอนล่าง และตุ้มน้ำหนักแทนที่น้ำด้วย
5. ถ้าไม่จำเป็น ไม่ควรคิดน้ำหนักวัตถุในของเหลว ให้พิจารณาเป็นน้ำหนักวัตถุในอากาศทั้งหมด
แรงลอยตัว เท่ากับน้ำหนักของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับวัตถุส่วนที่จม (หรือน้ำหนักของเหลวที่ถูกแทนที่)
แรงยกตัว เท่ากับน้ำหนักของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับวัตถุส่วนที่ลอย
https://sites.google.com/site/physicscal602/physics
|