| English | 의미 |
|---|---|
| buoyant force/ˈbɔɪənt fɔːs/ | 부력 |
강철 선은 뜨지만 강철 못은 가라앉습니다
- 강철 못을 물에 떨어뜨리면 즉시 가라앉습니다. 하지만 수천 톤의 강철로 만든 배는 뜨고 있습니다.
- 배는 방대한 양의 물을 밀어내는 데 승리합니다 — 자신의 무게를 지탱하기에 충분한 양입니다.
- 유체로부터上来的向上的推力是 부력입니다.
- 아킴데스가 발견한 아름답고 간단한 법칙을 따릅니다.
아킴데스 원리
- 부력은 배출된 유체의 무게와 같습니다: $F_b = \rho_{\text{fluid}} V g$.
- 물체의 하단이 상단보다 압력이 크기 때문에 발생합니다.
- $V$는 잠수된 부피이며, $\rho_{\text{fluid}}$은 유체의 밀도입니다.
- 더 많은 유체를 밀어내거나 더 밀도가 높은 유체를 밀어내면 더 큰向上的力를 얻습니다.
부피 $0.002\ \text{m}^3$인 블록이 물($\rho = 1000\ \tfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$, $g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$)에 잠겼을 때, 부력($\text{N}$ 단위)은 얼마인가?
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$F_b = \rho V g = 1000 \times 0.002 \times 10 = 20\ \text{N}$.
아基미데스 원리에 따르면 부력은 다음과 같습니다:
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$F_b = \rho_{\text{fluid}} V g$ — 물체가 밀어낸 유체의 무게입니다.
뜨거나 가라앉는가? 힘들을 비교하십시오
- 부력(위쪽)과 물체의 무게(아래쪽)를 비교하십시오 — 뉴턴의 법칙 균형입니다.
- 부력이 무게를 Equal할 수 있으면 물체는 뜨고; 그렇지 않으면 가라앉습니다.
- 동등하게 말하면 밀도를 비교하십시오: 유체보다 밀도가 낮음 ⇒ 뜨고; 더 밀도가 높음 ⇒ 가라앉습니다.
- 배는 전체(평균) 밀도, 선체와 공기를 포함하여 낮기 때문에 뜨고 있습니다.
떠오를 것인가?
물체의 밀도와 유체의 밀도를 비교하여 부력이 떠오름과 가라앉음을 결정하는 원리를 확인하십시오.
물체가 유체에서 뜨기 위해서는:
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밀도가 유체보다 낮음 ⇒ 부력이 무게를 지탱함 ⇒ 뜨는 상태입니다.
강철 선박은 전체 평균 밀도(강철+공기)가 물보다 낮기 때문에 뜹니다.
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빈 선체는 공기를 갇아 선박의 평균 밀도를 물보다 낮게 만듭니다.
완전 잠긴 물체에 작용하는 부력을 증가시키는 요인을 모두 선택하십시오.
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$F_b = \rho_{\text{fluid}} V g$는 부피, 유체 밀도 및 $g$에 따라 증가합니다. 색상은 관련이 없습니다.
물속에서 가볍게 느껴지는 이유
- 물속에서 바위를 들어 올리면 가볍게 느껴집니다 — 부력이 도움을 줍니다.
- ** apparent weight(겉보기 무게)**는 실제 무게에서 부력을 뺀 값입니다.
- 완전히 잠긴 상태에서도 물보다 밀도가 큰 물체는 가라앉지만, 겉보기 무게는 감소합니다.
- 부력은 주변 유체의 압력에 뉴턴의 법칙을 적용한 것입니다.
잠겨 있는 물체의 겉보기 무게는 실제 무게에서 ____ 힘을 뺀 값입니다.
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겉보기 무게 $=$ = 실제 무게 $-$ - 부력, 따라서 수중에서는 더 가볍게 느껴집니다.
부력은 배출된 유체의 부피와 유체의 밀도에 의존하며, 物体自身的密度或重量直接에는 의존하지 않습니다. 뜨기 vs 가라앉기는 부력과 무게(또는 물체 밀도와 유체 밀도)를 비교하여 결정됩니다.
부피 $0.002\ \text{m}^3$의 블록이 물에 완전히 잠겨 있습니다($\rho = 1000\ \tfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$, $g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$).
- $F_b = \rho V g = 1000 \times 0.002 \times 10 = 20\ \text{N}$.
블록의 무게가 $20\ \text{N}$보다 크면 가라앉고, 작으면 떠오릅니다.
浮力는 유체가 밀어낸 액체의 무게와 같습니다: $F_b = \rho_{\text{fluid}} V g$(아基미데스 원리). 이 힘이 물체의 무게를 상쇄하면 떠오르며—또는 유체보다 밀도가 낮을 때—그렇지 않으면 가라앉습니다. 수중 물체는 줄어든 ** apparent weight**를 가집니다.