6.3 Oppdrift
Intro
Et legeme i væske utsettes for større trykk på undersiden enn på toppen. Netto kraft fra væsken oppover kalles oppdriftskraft. Archimedes knyttet den til vekten av fortrengt væske.
Regel
- F_opp = ρVg (ρ: væskens tetthet, V: fortrengt volum)
- Ved flyingt i væske: F_opp = mg
- Tyngre væske gir større oppdrift ved samme V
Eksempel
I ferskvann (ρ = 1,00·10³ kg/m³) fortrenger en stein V = 2,0·10⁻⁴ m³ fullt nedsenket. g = 9,81 m/s². Finn F_opp.
- F_opp = ρVg
- F_opp = 1,00·10³ · 2,0·10⁻⁴ · 9,81
- F_opp = 1,962 N
- Oppdriftskraften er ca. 2,0 N
Svar: 2,0 N
Forstå
Hvis legemet er tungere enn fortrengt væske (tetthet større enn væsken), synker det til likevekt eller bunnen. Flyter det, er den fortrengte væskens masse lik legemets masse.
Vanlig feil
Å bruke legemets totale volum når bare en del er under vannflaten — da skal V være fortrengt volum under flaten.
Øv selv
Lett: Hva heter kraften som væsken utøver oppover på et nedsenket legeme?
Minioppsummering
- F_opp = ρVg.
- V er fortrengt volum.
- Flyingt: F_opp = mg.
Legeme delvis nedsenket — væsken presser på undersiden.
Regel
Trykk øker med dyp i væske.
Kjerneidé
Større trykk på underside enn topp → netto kraft opp.
Vanlig feil
Å tro at oppdrift bare er «motsatt tyngdekraft» uten væske.