オブジェクトが液体（液体またはガス）に浸されると、浮力力と呼ばれる上向きの力が発生します。この力は、オブジェクトによって変位した流体の重量に等しくなります。言い換えれば、オブジェクトによって移動する水の量は、それにどれだけの浮力力が作用するかを決定します。
浮力力は重力の反対方向に作用し、オブジェクトの見かけの重量を減らします。これが、水に沈んだオブジェクトが空気中よりも軽く感じる理由です。
浮力力の大きさは次のように与えられます。
$$ b =\ rho_ {fluid} vg $$
どこ：
-Bは浮力力です
-ρ_{流体}は流体の密度です
-Vは、オブジェクトによって変位した流体の体積です
-Gは重力による加速です
密度
密度は、物質が特定のボリュームに詰め込まれる量の尺度です。オブジェクトの問題が多いほど、より密度が高くなります。たとえば、鉛は水よりも密度が高いですが、空気は水よりも密度が低くなります。
オブジェクトが流体に浸されると、浮力の力は、オブジェクトによって変位した流体の重量の反対方向に作用します。オブジェクトが流体よりも密度が高い場合、変位した流体の重量はオブジェクトの重量とオブジェクトが沈みます。オブジェクトが流体よりも密度が低い場合、変位した流体の重量はオブジェクトの重量とオブジェクトが浮かぶよりも大きくなります。
水に沈んだオブジェクトの場合、水の密度はほとんどのオブジェクトの密度よりも大きいため、浮力力はオブジェクトの重量よりも大きくなります。これが、オブジェクトが水に沈んだときに軽く感じる理由です。
浮力力の適用
Buoyant Forceの原則には、日常生活と技術に多数のアプリケーションがあります。いくつかの例は次のとおりです。
- 船と潜水艦：船と潜水艦に作用する架空の力は、それらを水上に浮かび続けます。船舶は、浮力力が船の重量よりも大きくなるように、大量と低密度を持つように設計されています。
- 熱気球：風船の中の熱気が風船の外側の冷たい空気よりも密度が低いため、熱気球が空気中に上昇します。風船に作用する浮力力は、バルーンの重量よりも大きく、それを上昇させます。
- ハイドロメーター：潤滑計は、液体の密度を測定するために使用される機器です。彼らは、液体に沈む深さを測定することで働きます。液体が密度が高いほど、沈降量は少なくなります。
- 水中ダイビング：浮力力は、水中ダイビングに重要な役割を果たします。ダイバーは、浮力の力に対抗するためにウェイトを着用し、自分自身を水没させます。必要な体重は、ダイバーの体密度と水の密度に依存します。
