Kalkulator siły wyporu
Ten kalkulator siły wyporu wyznacza siłę skierowaną ku górze, jaką ciecz wywiera na zanurzone ciało, korzystając z prawa Archimedesa, F = ρ · V · g. Podaj gęstość cieczy (kg/m³) oraz zanurzoną objętość ciała (m³), a otrzymasz siłę wyporu w niutonach oraz masę wypartej cieczy w kilogramach. Użyj go, aby sprawdzić, czy coś będzie pływać, czy zatonie, aby dobrać wyporność łodzi i pontonów albo aby rozwiązać zadania z fizyki. Woda jest wstępnie ustawiona na 1000 kg/m³, ale w kilka sekund zamodelujesz wodę morską, olej lub dowolną inną ciecz.
Jak obliczyć siłę wyporu
-
1
Podaj gęstość cieczy
Wpisz gęstość otaczającej cieczy w kilogramach na metr sześcienny. Woda słodka ma około 1000 kg/m³, a woda morska około 1025 kg/m³.
-
2
Podaj zanurzoną objętość
Podaj objętość ciała, która faktycznie znajduje się pod wodą, w metrach sześciennych. Dla ciała całkowicie zanurzonego jest ona równa objętości całkowitej.
-
3
Odczytaj siłę wyporu
Narzędzie mnoży gęstość × objętość × 9,81 i pokazuje siłę skierowaną w górę w niutonach oraz masę wypartej cieczy w kilogramach.
Wzór
Prawo Archimedesa mówi, że siła wyporu jest równa ciężarowi cieczy wypartej przez zanurzone ciało:
- F = ρ · V · g
gdzie F to siła wyporu w niutonach (N), ρ (rho) to gęstość cieczy w kg/m³, V to zanurzona objętość w m³, a g to przyspieszenie ziemskie, przyjęte jako 9,81 m/s². Masa wypartej cieczy to po prostu m = ρ · V, a jej ciężar (ρ · V · g) jest dokładnie tym wypchnięciem ku górze, które odczuwa ciało.
Przykład z rozwiązaniem
Szczelny pojemnik o zanurzonej objętości 0,05 m³ znajduje się w wodzie słodkiej (ρ = 1000 kg/m³):
F = 1000 × 0,05 × 9,81 = 490,5 N
Masa wypartej wody wynosi 1000 × 0,05 = 50 kg. Jeśli sam pojemnik waży mniej niż 50 kg, skierowane w górę 490,5 N przewyższa jego ciężar i pojemnik pływa; jeśli waży więcej, tonie.
Siła wyporu w typowych cieczach (V = 0,05 m³)
| Ciecz | Gęstość (kg/m³) | Wyparta masa (kg) | Siła wyporu (N) |
|---|---|---|---|
| Powietrze | 1,2 | 0,06 | 0,59 |
| Olej roślinny | 920 | 46,0 | 451,3 |
| Woda słodka | 1000 | 50,0 | 490,5 |
| Woda morska | 1025 | 51,25 | 502,8 |
| Gliceryna | 1260 | 63,0 | 618,0 |
Gęstsze ciecze wypychają mocniej, dlatego łatwiej pływa się w słonym Morzu Martwym niż w jeziorze ze słodką wodą.
Pułapki, których należy unikać
- Objętość a objętość zanurzona. Dla ciała częściowo pływającego użyj tylko części znajdującej się pod powierzchnią, a nie całego ciała.
- Mieszane jednostki. Trzymaj gęstość w kg/m³, a objętość w m³. Litr to 0,001 m³, więc ciało o pojemności 50 L ma objętość 0,05 m³.
- Pływać czy tonąć. Sam wypór o tym nie decyduje: porównaj siłę wyporu z ciężarem ciała (jego własna masa × g).
- Wybór grawitacji. To narzędzie używa g = 9,81 m/s²; na Księżycu (≈1,62 m/s²) zarówno ciężar, jak i siła wyporu maleją razem.
Najczęściej zadawane pytania
Siła wyporu jest równa gęstości cieczy pomnożonej przez zanurzoną objętość i przez grawitację: F = ρ · V · g, przy g = 9,81 m/s². Podaj gęstość w kg/m³ i objętość w m³, a wynik otrzymasz w niutonach.
Porównaj siłę wyporu z ciężarem ciała (jego masa × 9,81). Jeśli siła wyporu jest większa, ciało pływa; jeśli większy jest ciężar, tonie; jeśli są równe, pozostaje w równowadze (wypór obojętny).
Użyj 1000 kg/m³ dla wody słodkiej i około 1025 kg/m³ dla wody morskiej. Kalkulator ma wstępnie ustawioną wodę słodką przy 1000 kg/m³, którą możesz zmienić, aby zamodelować dowolną ciecz.
Podziel litry przez 1000. Na przykład 50 litrów = 0,05 m³, a 1 litr = 0,001 m³. Trzymaj objętość w metrach sześciennych, aby pasowała do jednostki gęstości kg/m³.
Nie. Obliczenia wykonują się w całości w Twojej przeglądarce. Twoje wartości gęstości i objętości nigdy nie opuszczają urządzenia, a nic nie jest rejestrowane ani przesyłane.
Powiązane narzędzia
Kalkulator czasu trwania
Oblicz czas między dwiema godzinami jako HH:MM, godziny dziesiętne, minuty i sekundy.
Kalkulator pochodnych wielomianów
Różniczkuj wielomiany takie jak 3x^3 + 2x^2 - 5x + 7 i sprawdź, jak stałe, współczynniki oraz potęgi przechodzą w f'(x).
Kalkulator makroskładników
Przelicz dzienny cel kalorii i procenty makroskładników na gramy białka, węglowodanów i tłuszczu. Sprawdź rozkład zbilansowany, wysokobiałkowy, na masę lub z niższą ilością węglowodanów.
Kalkulator wypłaty netto
Oszacuj wypłatę netto w 2026 roku po federalnych i stanowych podatkach, FICA oraz potrąceniach z benefitów w dowolnym stanie USA.
Kalkulator betonu
Oblicz ilość betonu na płyty, fundamenty, słupy i ściany. Sprawdź m³, jardy sześcienne, szacunkową liczbę worków i zapas na straty.
Kalkulator numerologiczny
Oblicz numerologiczne liczby imienia w systemie pitagorejskim lub chaldejskim: ekspresję, pragnienie duszy i osobowość.