Förstå krafterna
* flytkraft: När ett föremål är nedsänkt i en vätska (som vatten) upplever det en uppåt kraft som kallas flytkraft. Denna kraft är lika med vikten på vätskan som fördrivs av objektet.
* tyngdkraft: Bollen dras nedåt av tyngdkraften, vilket är lika med dess vikt.
Kraftberäkning
1. Beräkna den flytande kraften:
* Volym av bollen: Beräkna bollens volym med hjälp av formeln för en sfärs volym:(4/3) πr³, där 'r' är bollens radie.
* Densitet av vatten: Vattendensiteten är ungefär 1000 kg/m³.
* flytande kraft =bollvolym * Accelerationens täthet * på grund av tyngdkraften (g =9,8 m/s²)
2. Beräkna bollens vikt:
* massa av bollen: Hitta bollens massa (vanligtvis ges i problemet).
* vikt =bollmassa * acceleration på grund av tyngdkraften (g =9,8 m/s²)
3. kraft krävs:
* Kraften som krävs för att hålla bollen under vattnet är skillnaden mellan bollens vikt och den livliga kraften.
Exempel
Låt oss säga att du har en boll med:
* radie: 0,1 meter (10 cm)
* massa: 0,5 kg
1. flytande kraft:
* volym boll: (4/3) π (0,1 m) ³ ≈ 0,00419 m³
* flytande kraft: (0,00419 m³) * (1000 kg/m³) * (9,8 m/s²) ≈ 41,1 n (Newtons)
2. Bollens vikt:
* Vikt: (0,5 kg) * (9,8 m/s²) ≈ 4,9 N
3. kraft krävs:
* kraft krävs: 4,9 N (vikt) - 41,1 N (flytande kraft) =-36,2 n
Resultat: Kraften som krävs för att hålla bollen under vattnet är -36,2 N. Det negativa tecknet indikerar att du måste applicera en uppåt kraft för att motverka flytkraften och hålla bollen nedsänkt.
Viktig anmärkning: Om den flytande kraften är större än bollens vikt, kommer bollen att flyta till ytan.
