Apakah objek di dasar laut masih mengalami daya apung? [Tutup]


11

Jadi saya mengerti bahwa daya apung terjadi karena fluida memberikan tekanan yang lebih besar dari di bawah objek dibandingkan dengan di atas, seperti dalam gambar ini masukkan deskripsi gambar di sini

Jadi pertanyaan saya adalah, bagaimana jika benda itu dipaksa ke bagian bawah wadah, sehingga tidak ada cairan di bawahnya. Logikanya adalah, jika tidak ada cairan di bawahnya, tidak ada yang mendorongnya. Jadi, apakah objek itu masih mengalami daya apung? Jika ya, mengapa?

sunting: menarik untuk melihat beberapa jawaban tidak setuju satu sama lain. Satu hal yang perlu diperhatikan - menurut daya apung buku teks saya adalah gaya yang terjadi karena tekanan hidrostatik - tidak ada hubungannya dengan kepadatan benda. Jadi mereka yang berkata kemudian akan mengalami daya apung karena kurang padat salah saya kira, itu bukan daya apung.


Itu pertanyaan yang sangat bagus! Untuk jawaban saya, saya berasumsi bahwa can-of-bean akan mengapung di air (mengalami daya apung). Dan Anda meminta casing tepi bahwa wadah ditekan ke tanah terlebih dahulu.
rul30

1
ya itulah yang saya bicarakan
M. Wother


2
Saya memberikan suara untuk menutup pertanyaan ini sebagai di luar topik karena ini tampaknya tentang kasus tepi teoritis dari hukum fisika, dan akan lebih sesuai pada pertukaran tumpukan fisika (di mana duplikat). Pertanyaan yang diajukan tampaknya tidak berfokus pada aplikasi dunia nyata atau aspek teknik dari pertanyaan itu.
JMac

1
Komentar bukan untuk diskusi panjang; percakapan ini telah dipindahkan ke obrolan .
Air

Jawaban:


4

Ya, kaleng Anda masih akan memiliki daya apung saat tenggelam ke bawah.

Terlepas dari kedalaman perendaman, benda apa pun akan kehilangan berat yang sama dengan berat air yang dipindahkan, bahkan ketika dipegang di bagian bawah. Anda mengacaukan tekanan hidrostatik dengan daya apung.

Tekanan hidrostatik akan meningkat dengan kedalaman, ke titik yang bahkan dapat menghancurkan kaleng. Tetapi daya apung yang diberikan oleh air pada kaleng dapat tetap kurang lebih sama, karena air hampir tidak dapat dimampatkan, sehingga densitasnya kurang lebih sama. di air dangkal dan dalam. Oleh karena itu air yang dipindahkan akan memiliki bobot yang sama di bagian bawah dan daya apungnya yang menyebabkannya akan sama.


3
Mengapa downvotes?
Wossname

2
Refleksi sedih pada kualitas situs. Daya apung bahkan terjadi pada sepotong beton yang dibuang untuk tenggelam dan bertindak sebagai penyangga jembatan. Anda akan mengurangi berat air untuk menghitung beban pondasi.
kamran

1
100% benar. Perbedaan bersih antara gaya gravitasi ke bawah dan tekanan hidrostatik yang dihasilkan adalah "daya apung". Ketika benda itu ada di permukaan, muncul dengan gembira, tidak ada daya apung. Jika objek dipaksa di atas permukaan, gravitasi menang, jika dipaksa di bawah, daya apung menang hingga kedua kekuatan sama. Setiap saran bahwa benda apung yang menempel di dasar kolam tidak mengalami daya apung adalah omong kosong!
Donald Gibson

3
Ada masalah dengan analisis ini, yang tampaknya mengabaikan inti pertanyaan. Apakah kekuatan hidrostatik ada di bagian bawah ketika tidak ada air di bawahnya? Ini sepertinya tidak membahas hal itu, dan hanya mengatakan "daya apung sama karena perbedaan tekanan hidrostatik adalah sama"; tetapi Anda tidak membahas kasus tepi yang menjadi fokus pertanyaan ini; kasus ketika mereka tidak ada air di bawah. Anda tidak menjelaskan bagaimana Anda bisa memanifestasikan tekanan hidrostatik tanpa cairan di tempat pertama.
JMac

1
@ AsymLabs Anda sedang menggambarkan matematika di balik daya apung; tetapi mengabaikan mengapa itu memanifestasikan dirinya. Daya apung ada karena keseimbangan gaya hidrostatik pada suatu objek; dan peningkatan tekanan pada peningkatan kedalaman. Untuk permukaan tertutup yang dipengaruhi oleh gaya hidrostatik; kita mendapatkan daya apung total pada tubuh. Untuk kasus benda dengan permukaan yang dihilangkan dari kontak hidrostatik dengan fluida; itu bukan lagi permukaan tertutup yang bekerja pada tekanan; dan karena itu daya apung tidak dapat diterapkan secara naif dengan cara yang sama seperti objek yang terendam.
JMac

2

Ya itu akan - ruang yang diduduki objek lebih ringan daripada cairan di sekitarnya sehingga ia ingin naik.

Sama seperti mendorong bola ke dasar bak mandi - apakah itu tetap di sana?

Sunting: bagi mereka yang mengatakan bentuk bola membuat semua perbedaan: coba dengan kubus berongga plastik (diisi dengan udara) sehingga kubus dapat berbaring rata di permukaan ...


1
itu tidak mudah, pertanyaannya adalah tentang kaleng, diberi "sempurna" bisa tidak akan ada tekanan ke atas. Contoh Anda dengan bola benar-benar yang membuat perbedaan. Karena bola hanya menyentuh bagian bawah dengan area kecil.
rul30

@ rul30 coba dengan kubus plastik berlubang lalu ...
Solar Mike

1
seperti yang disebutkan dalam rule30 - Saya berbicara tentang bentuk teoritis yang sempurna, dan skenario teoretis. Semua benda sehari-hari memiliki beberapa lubang kecil dan saluran dan benda-benda (saya tebak)
M. Wother

1
Nah apa bedanya? Menurut buku teks saya, kekuatan daya apung tidak ada hubungannya dengan kepadatan objek, hanya volumenya
M. Wother

1
@ M.Lainnya Jika Anda membacanya dengan benar, maka buku teks Anda salah. itu adalah massa per volume tertentu dari objek dibandingkan dengan massa cairan di sekitarnya per volume yang sama yang menentukan apakah suatu benda tenggelam atau naik - massa per volume adalah definisi kepadatan.
AsymLabs

2

Saya tidak yakin mengapa SolarMike menghapus responsnya. Satu-satunya yang memegang kaleng ke tanah ("bangga" dalam hal angkatan laut) adalah gaya vakum, yaitu tekanan yang sama yang membuat Anda mengangkat kaleng dari sebuah meja jika ada segel yang sempurna di atas meja.
Selama densitas kaleng kurang dari cairan di sekitarnya, ia akan mengalami gaya apung. Jangan bingung yang ada kekuatan dengan gaya total . Begitu ada saluran untuk memungkinkan air mengalir di bawah kaleng, tekanan delta air dengan kedalaman akan menyebabkan kaleng naik ke permukaan. (Ini masalah tekanan vs kedalaman, bukan kepadatan). Seperti yang ditunjukkan pada halaman Wikipedia, tekanan di bagian bawah kaleng (tekanan air) lebih besar daripada di bagian atas kaleng, sehingga memaksa kaleng untuk naik. Perbedaan tekanan ini ada bahkan ketika kaleng itu dibanggakan; hanya saja kurangnya tekanan yang akan terjadi jika ruang hampa terbentuk di sana yang memegang kaleng ke tanah. Jadi, singkatnya, selalu dapat melihat kekuatan apung.


1
"segel sempurna ke meja." Seperti di katakan cangkir hisap
joojaa

@ joojaa persis seperti itu
Carl Witthoft

1
@CarlWitthoft Saya menghapusnya karena saya gagal membuat orang lain mengerti - hapus sekarang. Anda membuat poin lebih baik dengan kekuatan apung.
Solar Mike


1
"Selama densitas kaleng kurang dari cairan di sekitarnya, ia akan mengalami gaya apung." Ini seharusnya hanya benar jika semua pihak benar-benar mengalami gaya hidrostatik. Sejauh yang saya tahu, inti pertanyaannya adalah; "Apa yang terjadi jika Anda tidak mengizinkan cairan apa pun di sana". Ini sepertinya tidak membahas kasus khusus itu, atau setidaknya tidak meyakinkan hanya dengan menegaskan bahwa itu akan bekerja seperti itu.
JMac

1

Pertanyaan ini bersifat teoretis / akademis.

Tubuh di air akan mengalami dua kekuatan:

  1. Tekanan bekerja pada semua permukaan yang bersentuhan dengan air
  2. Gravitasi bekerja pada massa tubuh

Articel tentang daya apung di Wikipedia menjelaskan dengan sangat baik bagaimana persamaan berikut dibuat. Artikel ini juga memberikan definisi daya apung sebagai:

Dalam fisika, gaya apung atau upthrust, adalah gaya ke atas yang diberikan oleh fluida yang menentang berat benda yang terbenam.

(Pembaca harus memutuskan apakah tubuh di tanah masih terbenam.)

FBσA

FB=σdA

Untuk tubuh yang terbenam dapat menggunakan teorema Gauss . Ini berarti seseorang dapat mengganti area-integral dengan volume-integral. Namun, dalam kasus tepi ini aera-integral dari tubuh tidak "tertutup". Saat kaleng duduk di tanah tidak ada air (tekanan) di sisi bawah kaleng (lihat juga penjelasannya di Fisika. SE 1 , 2 ).

Ini berarti untuk kasus tepi, bahwa tubuh memiliki kontak dengan tanah, tidak mungkin untuk menggunakan persamaan berdasarkan integral volume:

FB=ρVdisplacedg

Satu-satunya cara untuk menghitung gaya apung adalah dengan mengintegrasikan vektor tekanan pada permukaan tubuh.
Ini berarti untuk tanah datar yang sempurna dan sempurna aera-integral menjadi:

FB=pattopofcanAtop

Net-force (daya apung dan gaya gravitasi) adalah:

Fnet=pattopofcanAtopmcang

FB

Efek yang sangat mirip adalah termal . Ketika cahaya matahari berperang udara di tanah kerapatannya berkurang seperti halnya dengan objek Anda di bawah air Anda tidak memiliki kekuatan ke atas (tekanan-) karena tidak ada apa-apa di bawah gelembung udara perang dengan kepadatan yang lebih tinggi. Anda perlu gangguan jika sistem stabil ini, yang membawa cairan berkepadatan lebih tinggi di bawah area berkepadatan rendah untuk mendapatkan daya apung. Gambar berikut dari sini menggambarkan langkah-langkah ini. gambar termal


Tidak setuju - satu-satunya yang memegang kaleng ke tanah ("bangga" dalam hal angkatan laut) adalah kekuatan vakum. Selama densitas kaleng kurang dari cairan di sekitarnya, ia akan mengalami gaya apung.
Carl Witthoft

@CarlWitthoft harap perhatikan bahwa pertanyaannya adalah untuk kasus tepi yang sangat teoritis bahwa tidak ada air di bawah kaleng.
rul30

1
@ rule30 argumen Anda tidak masuk akal sama sekali! Perbedaan bersih antara gaya gravitasi ke bawah dan tekanan hidrostatik yang dihasilkan adalah "daya apung". Ketika benda itu ada di permukaan, muncul dengan gembira, tidak ada daya apung. Jika objek dipaksa di atas permukaan, gravitasi menang, jika dipaksa di bawah, daya apung menang hingga kedua kekuatan sama. Setiap saran bahwa benda apung yang menempel di dasar kolam tidak mengalami daya apung adalah omong kosong! - Donald Gibson 31 Jan pada 2:26
Donald Gibson

1
Saya agak khawatir bahwa jawaban ini tampaknya masih mendapatkan downvotes meskipun itu satu-satunya yang tampaknya langsung membahas poin yang sedang dibuat.
JMac

1
@CarlWitthoft Apa itu "gaya vakum"? Kekuatan yang Anda dapatkan ketika ruang hampa diterapkan pada sesuatu adalah karena tidak ada tekanan di lokasi itu; dan tekanan di tempat lain. Vakum itu sendiri bukan dari mana gaya dipasok. Alasan itu tidak mengapung adalah karena Anda menyingkirkan tekanan hidrostatik di bawah ini; menyebabkan perubahan keseimbangan tekanan; yang sekarang menghadap ke bawah, bukan ke atas yang biasanya Anda dapatkan dengan permukaan tertutup di bawah tekanan hidrostatik.
JMac
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.