Hvordan skaber forskelle i væsketryk opdrift?

Alle væsker er væsker, men interessant er ikke alle væsker væsker. Alt, der kan strømme - som en gas - er væske, og kan skabe flydende kraft. Opdrift forårsages, når områder med højere tryk under en genstand udøver kraft opad mod områder med lavere tryk. Mængden af ​​flydende kraft, som en væske udøver, bestemmes imidlertid af objektets volumen og ifølge Archimedes 'princip.

Pascal og Pressure

Før du kan forstå, hvordan forskelle i væsketryk kan påvirker opdrift, skal du først forstå, hvordan trykket opfører sig i væsker. Pascals princip fortæller, at når trykket ændres på et hvilket som helst sted inden for et lukket system, vil trykændringen følges ens på hvert punkt inden for dette system og i alle retninger. Dette princip er det, der gør det muligt for hydrauliksystemerne at fungere. Det dikterer også, at inden for en væskeform, hvor der ikke er yderligere faktorer, der påvirker trykket, forbliver trykket konstant og jævnt. På Jorden er der dog normalt mindst en anden kraft, der forårsager en variation i trykket af en væske, og den kraft er tyngdekraften.

Dybde og forskel

Gravity trækker ned på alt det har masse. Når tyngdekraften trækker nedad på en væskeform, stiger væskens vægt i kroppens øvre dele af væsken i de nedre dele og skaber en grad af stigende tryk, når du bevæger dig nedad i væsken. For eksempel, hvis du dykker dybt ind i en sø, vil du føle stigende pres i dine ører - og måske endda mod din krop - jo dybere du dykker. Hvis du holder op med at svigte nedad, vil det højere tryk under dig skubbe dig tilbage mod området med lavere tryk. På denne måde har tyngdekraften skabt en trykdynamik, der dikterer, at der altid vil være større tryk under en nedsænket genstand end over den.

Archimedes og mængde

Den græske filosof og matematikeren Archimedes tog denne forståelse af tryk et skridt videre og fornuftigt ud af hvorfor en væske anvender en vis mængde opadgående kraft til en genstand og får det til at stige og flyde eller tillade det at synke. Han fastslog, at den opadgående kraft var lig med vægten af ​​vandet fordrevet af den nedsænkede genstand. For eksempel vejer vand et gram pr. Kubikcentimeter. Hvis du nedsænker en bold med et volumen på 25 kubikcentimeter, vil du have fordrevet 25 gram vand. Derfor vil den resulterende flydende kraft på den bold være 25 Newtons (Newtons er enheder, der måler kraft). Denne flydende kraft er dog altid baseret på det fordrevne vands masse, men ikke objektets masse.

Tæthed som afgørende

Tæthed er i sidste ende den faktor, der afgør, om en genstand vil flyde, synke eller forblive neutral flydende i en væske. For eksempel, hvis den 25 kubikcentimeter kugle er hul og fyldt med luft, vil den være lettere end de 25 gram vand, som den har forskudt, og vil flyde. Hvis bolden er lavet af et tættere materiale, såsom jern, kan det være meget tungere og synke hurtigt til bunden af ​​vandets krop. Hvis du nedsænker en bold, der vejer præcis 25 gram, vil den flydende kraft ikke køre den op til overfladen, men blot holde den fra at synke. Denne bold vil forblive neutralt opdrift i væskens krop, indtil den udøves af en ydre kraft