قوة الطفو
احسب قوة الطفو من كثافة السائل والحجم المزاح وg (أرخميدس). تتضمن صيغًا ظاهرة وحلًا خطوة بخطوة.
الصيغة الأساسية
Fb = ρ V g
كيف تحسب قوة الطفو؟
استخدم مبدأ أرخميدس: Fb = ρ V g. اضرب كثافة المائع في الحجم المزاح وg. الناتج قوة لأعلى بالنيوتن. يطفو الجسم عندما تساوي Fb وزنه، ويغرق عندما يتجاوز وزنه Fb عند الغمر الكامل.
حول هذه الأداة
احسب قوة الطفو من كثافة السائل والحجم المزاح وg (أرخميدس). تعرض هذه الصفحة الصيغة والوحدات والحل خطوة بخطوة للتحقق من كل قيمة.
كيفية استخدام هذه الحاسبة
- اختر المتغير الذي تريد حله وتأكد من القيم المعروفة مسبقًا.
- أدخل المدخلات بوحدات متسقة قبل الحساب.
- تحقق مما إذا كانت النتيجة معقولة فيزيائيًا بمقارنتها بحجم المدخلات.
- استخدم التفصيل خطوة بخطوة لترى كيف أُعيد ترتيب المعادلة وحُسبت.
أمثلة محلولة
مثال 1: 0.020 م³ في ماء عذب
ρ = 1000 كغ/م³، V = 0.020 م³، g = 9.81. Fb = (1000)(0.020)(9.81) = 196.2 نيوتن. كتلة المائع المُزاح = ρV = 20 كغ.
مثال 2: نفس الحجم في ماء البحر
ρ ≈ 1025 كغ/م³، V = 0.020 م³، g = 9.81. Fb = (1025)(0.020)(9.81) = 201.105 نيوتن — أكبر قليلاً من الطفو في الماء العذب.
مثال 3: هل يطفو جسم كتلته 15 كغ؟
الوزن W = mg = (15)(9.81) = 147.15 نيوتن. إذا كان الحجم عند الغمر الكامل 0.020 م³ في ماء عذب، فإن Fb = 196.2 نيوتن > W، إذن يطفو الجسم (يغمر جزء منه فقط عند الاتزان).
الأسئلة الشائعة
ما صيغة قوة الطفو؟
Fb = ρ V g، حيث ρ كثافة المائع، وV حجم المائع المُزاح، وg عجلة الجاذبية. تتجه Fb لأعلى.
ما مبدأ أرخميدس؟
قوة الطفو على جسم تساوي وزن المائع الذي يزيحه. هذه نفس العبارة لـ Fb = ρ V g.
ما كثافة الماء التي يجب استخدامها؟
يُؤخذ الماء العذب عادة 1000 كغ/م³ (أو 997 قرب درجة حرارة الغرفة). ماء البحر عادة نحو 1025 كغ/م³. استخدم القيمة المذكورة في السؤال إن اختلفت.
هل الحجم المُزاح هو نفسه حجم الجسم؟
فقط عندما يكون الجسم مغمورًا بالكامل. الجسم الطافي يزيح حجمًا وزن مائعه يساوي وزن الجسم، وهو عادة أصغر من الحجم الكلي للجسم.
كيف أعرف إن كان الجسم يغرق أم يطفو؟
قارن الوزن W = mg بأقصى قوة طفو عند الغمر الكامل (ρ V_الجسم g). إذا كان W أكبر يغرق الجسم. إذا كان W أصغر يطفو مع جزء من حجمه فوق السطح.