แรงพยุง
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 298.5K views



แรงพยุงหรือแรงลอยตัว เป็นแรงที่ของเหลวพยุงวัตถุขึ้น เมื่อวัตถุนั้นอยู่ในของเหลว เมื่อวัตถุอยู่ในอากาศหรืออยู่ในของเหลว จะมีแรงมากระทำต่อวัตถุแตกต่างกัน เมื่อชั่งวัตถุในอากาศกับชั่งในของเหลว วัตถุจะมีน้ำหนักต่างกัน

ภาพ : shutterstock.com

หลักของอาร์คีมีดีส กล่าวว่า น้ำหนักของวัตถุที่หายไปเมื่อชั่งในของเหลวเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่มีปริมาตรเท่าส่วนของวัตถุที่จมในของเหลว

 

แรงพยุงของของเหลว (FB) คือ แรงที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุที่มาแทนที่ แรงพยุงของของเหลวเป็นแรงที่อยู่ในแนวดิ่ง มีทิศขึ้น แรงพยุงของของเหลวเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่ถูกวัตถุแทนที่

 

กรณีที่ 1 ยังไม่มีแรงพยุงของน้ำกระทำต่อวัตถุ​

กรณีที่ 2 มีแรงพยุงของน้ำกระทำต่อวัตถุ​

อาร์คีมีดีส ค้นพบวิธีวัดแรงพยุงตัวของของเหลวดังนี้ จากรูป ขณะที่อิฐจมลงไปในน้ำ น้ำจะสูงขึ้นแล้วไหลผ่านพวยลงในบีกเกอร์ที่เล็กกว่า ปริมาตรของน้ำทั้งหมดในบีกเกอร์ใบเล็กคือ ปริมาตรของน้ำที่ถูกแทนที่ น้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่จะเท่ากับแรงพยุงตัวของน้ำที่กระทำต่ออิฐ

ภาพ : shutterstock.com

แรงพยุงของของเหลว จะมีค่าเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่ถูกวัตถุแทนที่ หรือสามารถหาได้จากสูตร

FB=W=ρVg

FB  คือ แรงพยุง มีหน่วยเป็น นิวตัน (N)

W  คือ น้ำหนักของของเหลวที่ถูกวัตถุแทนที่ มีหน่วยเป็น กิโลกรัม (kg)

ρ คือ ความหนาแน่นของของเหลว มีหน่วยเป็น กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)

V  คือ ปริมาตรของของเหลวที่ถูกวัตถุแทนที่ มีหน่วยเป็น ลูกบาศก์เมตร (m3)

g  คือ ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก มีหน่วยเป็น เมตรต่อวินาทีกำลังสอง (m/s2)

 

แรงพยุงของของเหลวที่กระทำต่อวัตถุจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลว และส่วนของวัตถุที่จมลงในของเหลว ถ้าของเหลวมีความหนาแน่นมาก หรือส่วนของวัตถุที่จมลงในของเหลวมีมาก แรงพยุงของของเหลวที่กระทำต่อวัตถุก็จะมากด้วย