我们应该如何计算浮力?

浮力的科学原理是通过测量被物体所取代的流体的重量来计算的。放置在流体中的一个物体取代了一定数量的流体,等于物体的体积。当物体的重量压在液体(液体或气体)上时,对物体施加一个向上的力,从而产生对重力的抵抗。那么流体的重量就等于作用于物体上的浮力。
举一个典型的例子,我们想知道需要多少复合泡沫才能使100磅的钢结构在海水中漂浮?
首先,你需要知道钢在水中的重量。这是用简单的方程来计算的:
在海水中质量=(海水密度-钢的密度)x钢的体积
在例子中,我们假设海水密度为64.0磅/ft3,钢密度为495磅/ft3,
也就是说100磅钢的体积是0.202 ft3。
水的质量就变成:
水中的质量= (64.0 - 495)x 0.202 = - 87.06磅。
这意味着我们需要提供87.06磅的升力,来使钢悬浮在水中。如果我们使用24磅/ft3的复合泡沫材料,我们可以把它代入相同的方程式来求解体积:
海水的质量=(海水密度-复合材料的密度)x复合材料的体积
87.06 = (64.0 - 24.0)x复合材料的体积。
复合泡沫的体积=2.177 ft3
如果复合泡沫的体积大于这个量,结构将会上浮。减少复合泡沫的体积,结构都会下沉。