แรงลอยตัว
แรงลอยตัว หรือแรงพยุงของของเหลวเป็นไปตามหลักการของอาร์คิเมดิส (Archimedes' Principle) ซึ่งกล่าวว่า "แรงลอยตัวหรือแรงพยุงที่ของเหลวกระทำต่อวัตถุ มีขนาดเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมอยู่ในของเหลว" ข้อความนี้สามารถอธิบายเป็นภาพได้ดังต่อไปนี้ครับ
1. ถ้าเราต้องการหาขนาดของแรงลอยตัวที่กระทำกับวัตถุ ก็ให้นำวัตถุมาหย่อนลงในถ้วยยูเรก้า หรือภาชนะอื่นๆ ที่มีช่องทางให้น้ำล้นออกมาได้ แต่ต้องบรรจุน้ำไว้ให้เต็ม
2. เมื่อหย่อนวัตถุลงไป ให้เตรียมภาชนะอีกใบรองรับน้ำที่ล้นออกมา
3. อยากทราบแรงลอยตัว ก็นำน้ำที่ล้นออกมาทั้งหมดไปชั่งน้ำหนักครับ เพราะ แรงลอยตัวที่กระทำกับวัตถุ = น้ำหนักของน้ำส่วนที่ล้นออกมาครับ
แรงลอยตัวอาจจะมากจนพยุงให้วัตถุลอยน้ำอยู่ได้ หรือไม่มากพอซึ่งวัตถุก็ยังจะจมลงน้ำ ทั้งนี้ก็ขึ้นกับความหนาแน่นของวัตถุ พิจารณาสมดุลของแรงที่กระทำต่อวัตถุ
ในสภาวะสมดุล พบว่า
เมื่อ FB แทน แรงลอยตัว
เมื่อ ρl แทน ความหนาแน่นของของเหลว
เมื่อ Vf แทน ปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมในของเหลว
ดังนั้น ถ้าแรงลอยตัวเท่ากับน้ำหนักของวัตถุ วัตถุก็จะลอยน้ำ แต่ถ้าแรงลอยตัวน้อยกว่าน้ำหนักของวัตถุวัตถุก็จะจมน้ำ
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ความรู้เรื่องแรงลอยตัว เช่น การสร้างโป๊ะ ขึ้น-ลง เรือบริเวณท่าน้ำ ขนาดของโป๊ะและปริมาณคนที่ต้องรองรับต้องได้รับการคำนวณอย่างดีนะครับ
