Hvorfor føles en genstand under vandet lettere, end den er i luften?

Når en genstand er nedsænket i en væske (væske eller gas), oplever den en opadgående kraft kaldet flydekraft. Denne kraft er lig med vægten af ​​den væske, der forskydes af genstanden. Med andre ord bestemmer mængden af ​​vand, der forskydes af en genstand, hvor meget flydekraft der virker på den.

Flydekraften virker i den modsatte retning af tyngdekraften og reducerer objektets tilsyneladende vægt. Dette er grunden til, at genstande nedsænket i vand føles lettere, end de gør i luft.

Størrelsen af ​​flydekraften er givet ved:

$$B =\rho_{fluid}Vg$$

hvor:

- B er opdriftskraften

- ρ_{væske} er væskens massefylde

- V er volumenet af væsken, der fortrænges af objektet

- g er accelerationen på grund af tyngdekraften

Tæthed

Massefylde er et mål for, hvor meget stof der er pakket ind i et bestemt volumen. Jo mere stof et objekt har, jo tættere er det. For eksempel er bly tættere end vand, mens luft er mindre tæt end vand.

Når en genstand er nedsænket i en væske, virker flydekraften i den modsatte retning af vægten af ​​væsken, der forskydes af genstanden. Hvis genstanden er tættere end væsken, er vægten af ​​den fortrængte væske mindre end genstandens vægt, og genstanden synker. Hvis genstanden er mindre tæt end væsken, er vægten af ​​den fortrængte væske større end genstandens vægt, og genstanden flyder.

I tilfælde af en genstand nedsænket i vand, er flydekraften større end vægten af ​​objektet, fordi tætheden af ​​vand er større end densiteten af ​​de fleste genstande. Dette er grunden til, at genstande føles lettere, når de er nedsænket i vand.

Anvendelser af opdriftskraft

Princippet om flydende kraft har adskillige anvendelser i hverdagen og teknologi. Nogle eksempler omfatter:

- Skibe og ubåde:Den flydende kraft, der virker på skibe og ubåde, holder dem flydende på vandet. Skibe er designet til at have et stort volumen og en lav densitet, så flydekraften er større end skibets vægt.

- Varmluftsballoner:Varmluftsballoner stiger i luften, fordi den varme luft inde i ballonen er mindre tæt end den kolde luft uden for ballonen. Den flydekraft, der virker på ballonen, er større end ballonens vægt, hvilket får den til at hæve sig.

- Hydrometre:Hydrometre er instrumenter, der bruges til at måle tætheden af ​​væsker. De virker ved at måle den dybde, hvortil de synker i en væske. Jo mere tæt væsken er, jo mindre synker hydrometeret.

- Undervandsdykning:Flydekraft spiller en vigtig rolle ved undervandsdykning. Dykkere bærer vægte for at modvirke opdriften og holde sig selv nedsænket. Den nødvendige vægt afhænger af dykkerens kropsdensitet og vandets tæthed.