아르키메데스 원리 계산기

아르키메데스 원리에 따르면 유체에 완전히 또는 부분적으로 잠긴 물체는 밀어낸 유체의 무게와 같은 크기의 위쪽 부력을 받습니다. 이 힘은 유체 밀도, 밀어낸 부피와 중력 가속도를 곱해 계산합니다. 이 간단한 관계는 배가 뜨고, 기구가 상승하며, 물속 물체가 가볍게 느껴지는 이유와 겉보기 무게로 밀도를 측정하는 원리를 설명합니다. 밀어낸 부피는 물체 부피 중 유체 표면 아래에 있는 부분입니다. 내부 빈 공간에 유체가 들어가지 않는다면 완전히 잠긴 고체는 전체 외부 부피만큼 유체를 밀어냅니다. 뜨는 물체는 부력이 무게와 같아질 때까지 가라앉아 평형을 이룹니다. 밀도가 균일한 물체의 평형 잠김 비율은 물체 밀도를 유체 밀도로 나눈 값입니다. 따라서 밀도가 세제곱미터당 600 킬로그램인 나무토막은 담수에서 부피의 약 60%가 잠긴 채 뜹니다. 계산기는 입력한 밀어낸 부피의 부력과 같은 부피를 가진 물체의 무게도 비교합니다. 위쪽 알짜힘이 양수이면 완전히 잠긴 물체가 올라가려 하고, 음수이면 가라앉으려 합니다. 밀도가 같으면 중성 부력입니다. 계산은 균일한 밀도를 가정하며 두 힘 모두에 입력한 현지 중력 가속도를 사용합니다. 중력은 양쪽에 나타나므로 기본적인 부유 상태를 결정하는 밀도비에서는 약분됩니다. 유체 밀도는 조성, 염도, 압력 및 온도에 따라 달라집니다. 담수는 흔히 세제곱미터당 1000 킬로그램으로 근사하지만 정확한 밀도는 온도에 따라 바뀝니다. 바닷물은 더 조밀하며 보통 세제곱미터당 1025 킬로그램에 가깝습니다. 공기는 밀도가 훨씬 낮고 고도와 날씨에 따라 크게 달라집니다. 배, 부표 또는 속이 빈 구조물을 분석할 때 물체 밀도는 밀폐된 빈 공간을 포함한 외부 부피로 총질량을 나눈 값이어야 합니다. 이 이상적 모델은 표면 장력, 유체역학적 양력, 붙어 있는 기포, 유체 가속도, 압축성 또는 용기와의 접촉을 포함하지 않습니다. 안정성도 수직 힘의 평형과는 별개입니다. 충분한 부력이 있어도 무게중심과 부력중심이 불안정한 모멘트를 만들면 물체가 뒤집힐 수 있습니다. 결과는 교육 및 기초 유체역학 추정에 사용하세요. 선박, 인양, 잠수 및 압력 용기 설계에는 적절한 안전 계수, 정확한 형상, 하중 조건, 자유 표면 효과와 공학 표준이 필요합니다.