Це питання є теоретичним / академічним кращим випадком.
Тіло у воді буде відчувати дві сили:
- Тиск, що діє на всі поверхні, що контактують з водою
- Гравітація, що діє на масу тіла
Стаття про плавучість у Вікіпедії дуже добре пояснює, як створюються наступні рівняння. Ця стаття також дає визначення плавучості як:
У фізиці плавучість або поштовх - це сила вгору, яку чинить рідина, яка протистоїть вазі зануреного предмета.
(Читач повинен вирішити, чи все ще занурене тіло на землю.)
FBσA
FB=∮σdA
Для зануреного тіла можна використовувати теорему Гаусса . Це означає, що можна замінити область-інтеграл об'ємом-інтегралом. Однак у цьому крайовому випадку аегра-інтеграл тіла не «закритий». Оскільки банка сидить на землі, у нижній частині банки немає води (тиску) (див. Також пояснення в Physics.SE 1 , 2 ).
Це означає для крайнього випадку, що тіло контактує з землею, не можна використовувати рівняння на основі об'єму-інтеграла:
FB=ρ⋅Vdisplaced⋅g
Єдиний спосіб обчислити силу плавучості - це інтеграція векторів тиску на поверхню тіла.
Це означає, що ідеальний рівний грунт і досконалий може стати аера-інтегралом:
FB=−pat−top−of−can⋅Atop
Потужна сила (плавучість і гравітаційна сила):
Fnet=−pat−top−of−can⋅Atop−mcan⋅g
FB
Дуже схожий ефект мають термічні . Коли сонячне світло воює повітря на землі, його щільність зменшується, оскільки у вашого об'єкта під водою у вас немає сили вгору (тиску), оскільки під бойовим повітряним міхуром немає нічого більш високої щільності. Вам потрібне порушення, якщо ця стабільна система, яка підводить рідину більш високої щільності під область низької щільності, щоб отримати плавучість. Наступний малюнок звідси ілюструє ці кроки.