Hvad er balancen mellem tyngdekraft og opdrift?

Neutral opdrift er den tilstand, hvor et objekt hverken synker eller stiger i vand. Dette sker, når objektet er tættere end vand, men i en mængde, der er nøjagtigt lig med vægten af ​​det vand, som objektet fortrænger.

Dette kan opnås på en række måder. Den ene er simpelthen at lave genstanden af ​​et materiale, der er mindre tæt end vand. En anden er at indeslutte objektet i et kammer, der er fyldt med luft eller en anden gas, der er mindre tæt end vand.

Neutral opdrift er vigtig for en række marine applikationer, såsom ubåde, dykkerklokker og undervandshabitater. Det bruges også i olie- og gasindustrien til at kontrollere opdriften i rørledninger og brøndhoveder.

For at beregne en genstands neutrale opdrift skal du kende følgende oplysninger:

* Genstandens tæthed

* Densiteten af ​​vand

* Objektets volumen

Formlen for neutral opdrift er:

$$B =\rho_{objekt} V_{objekt} - \rho_{vand} V_{fortrængt}$$

hvor:

* B er flydekraften i newton (N)

* ρobjekt er densiteten af ​​objektet i kilogram pr. kubikmeter (kg/m³)

* Vobject er objektets rumfang i kubikmeter (m³)

* ρvand er densiteten af ​​vand i kilogram pr. kubikmeter (kg/m³)

* Vforskudt er mængden af ​​vand, der fortrænges af objektet i kubikmeter (m³)

Eksempel:

En ubåd har en masse på 10.000 tons (10 × 10^6 kg) og et volumen på 10.000 kubikmeter (10^6 m³). Densiteten af ​​ubåden er derfor 1000 kg/m³. Vandets massefylde er 1000 kg/m³.

For at beregne ubådens neutrale opdrift sætter vi disse værdier ind i formlen:

$$B =\rho_{objekt} V_{objekt} - \rho_{vand} V_{fortrængt}$$

$$B =(1000 \text{ kg/m}^3)(10^6 \text{ m}^3) - (1000 \text{ kg/m}^3)(10^6 \text{ m} ^3)$$

$$B =0 \text{ N}$$

Det betyder, at ubåden er neutralt flydende. Det vil hverken synke eller stige i vand.