Siły wyporu



Siła wyporu pojawia się po zanurzeniu ciała do płynu (cieczy lub gazu). Powoduje ona, że ciało zaczyna być wypychane ku górze. Siła tego wypychania pochodzi od płynu i jest związana ze zjawiskiem ciśnienia hydro- lub aerostatycznego.

Wzór na siłę wyporu:

Fwyporu = ρpłynu gVzanurzona

ρpłynu - gęstość płynu (cieczy, gazu) w którym zanurzone jest ciało - [w układzie SI w kg/m3]
V
zanurzona – objętość tej części ciała, która jest zanurzona w płynie (w układzie SI w m3)
g
– przyspieszenie ziemskie [w układzie SI w m/s2]


Skąd się bierze siła wyporu?


Powodem powstawania siły wyporu jest fakt, że ciśnienie w płynie zmienia się wraz z głębokością – im głębiej tym większe ciśnienie.



Ponieważ jednak zanurzone ciało ma pewne rozmiary, a w szczególności pewną wysokość, to inne ciśnienie działa u góry ciała, a inne przy jego dolnej powierzchni (patrz ciśnienie hydrostatyczne).



Większe ciśnienie na dole niż na górze powoduje, że od dołu do góry działa także większa siła parcia. W efekcie zsumowania wektorowego większej siły do góry z mniejszą do dołu powstaje sumaryczna siła skierowana do góry. Nazywa się ona właśnie siłą wyporu.

Wartość siły wyporu

Archimedes jako pierwszy doszedł do wniosku, że siła wyporu jest równa ciężarowi wypartego płynu. Ciało wypiera tyle płynu ile wynosi objętość jego zanurzonej części. Gdy ciało jest zanurzone w całości, wtedy siła wyporu jest równa ciężarowi płynu o objętości tego ciała.
Więcej informacji na ten temat znajduje się w rozdziale Prawo Archimedesa.

Z siłą wyporu wiąże się możliwość pływania ciał.