Принцип Архимеда - Интерактивная Симуляция

Интерактивная симуляция выталкивающей силы, плотности и вытеснения жидкости с поведением плавания/погружения

Выталкивающая Сила: 0.00 N
Сила Тяжести: 0.00 N
Состояние: Плавает

Принцип Архимеда

F_b = ρ_fluid × V_displaced × g
F_b vs F_g = m × g

Сравнение Плотности

Плотность Жидкости
1000 kg/m³
Плотность Объекта
500 kg/m³
Объект менее плотный, чем жидкость - будет плавать

Параметры

Расчеты в Реальном Времени

Плотность Объекта (m/V) 500 kg/m³
Сила Тяжести (m·g) 49.05 N
Вытесненный Объем 0.010 m³
Выталкивающая Сила (ρ·V·g) 98.10 N
% Погружено 100.0%

Что такое принцип Архимеда?

Принцип Архимеда гласит, что любое тело, полностью или частично погруженное в жидкость, испытывает направленную вверх выталкивающую силу, равную весу вытесненной жидкости. Этот принцип объясняет, почему корабли плавают, а воздушные шары поднимаются в воздухе.

Понимание Выталкивающей Силы

Выталкивающая сила (F_b) рассчитывается как F_b = ρ_жидкости × V_вытесненный × g, где ρ_жидкости - плотность жидкости, V_вытесненный - объем вытесненной жидкости, а g - ускорение свободного падения (9.81 м/с²). Эта сила всегда направлена вверх и противодействует гравитации.

Плавание, Погружение и Подвешивание

Объект плавает, когда его плотность меньше плотности жидкости, тонет, когда он плотнее жидкости, и может оставаться подвешенным, когда плотности равны. При плавании объект вытесняет ровно столько жидкости, чтобы выталкивающая сила равнялась его весу.

Применения в Повседневной Жизни

Корабли и Лодки

Несмотря на то, что они сделаны из плотных материалов, корабли плавают, потому что их форма вытесняет достаточно воды, чтобы создать выталкивающую силу, равную их весу.

Подводные Лодки

Подводные лодки управляют своей плавучестью, регулируя количество воды в балластных цистернах, что позволяет им всплывать, погружаться или поддерживать глубину.

Воздушные Шары

Воздушные шары поднимаются, потому что нагретый воздух внутри менее плотный, чем окружающий холодный воздух, создавая направленную вверх выталкивающую силу.