Objavljeno: 22.2.2019

Vzgon

Vzgon je sila, ki deluje na potopljeno telo v mirujoči tekočini. Sila vzgona kaže v nasproti smeri od sile teže in je po Arhimedovem zakonu enaka teži izpodrinjene tekočine.

Slika

Enačba

$$F_{vzg} = \rho V g$$

Sila vzgona je enaka produktu gostote izpodrinjene tekočine ($\rho$), volumna izpodrinjene tekočine ($V$) in težnostnega pospeška ($g$).

Pomembno je, da pri uporabi te enačbe vnesemo gostoto ($\rho$) izpodrinjenetekočine (npr.: vode) in volumen izpodrinjene tekočine. Če je npr. čoln potopljen samo so polovice, upoštevamo pri izračunu sile vzgona samo potopljeni del.

Primer 1

Izračunaj silo vzgona okroglega balona v zraku. Radij balona je 15 cm, gostota zraka je 1 kg/m³

Silo vzgona izračunamo po enačbi:

$F_{vzg} = \rho V g$

Gostoto zraka imamo, težnostni pospešek ($g$) imamo, potrebujemo samo še volumen, ki ga dobimo iz radija.

$V = \frac{4 \pi r^3}{3}$

$V = \frac{4 \pi (0,15\:m)^3}{3}$

$V = 0,014 m^3$

$F_{vzg} = 1 \frac{kg}{m^3}\cdot0,014 \:m^3 \cdot 9,81 \frac{m}{s^2}$

$F_{vzg} =0,14 N$

Primer 2

Izračunajmo koliko odstotkov ledene gore gleda ven iz slane vode. Gostota slane vode je 1027 kg/m³. Gostota ledu je 916,7 kg/m³

Ledena gora bo v ravnovesju, ko bo sila teže enaka sili vzgona.

$F_{vzg} = F_g$

$F_{vzg} = \rho_{slane \: vode} \cdot V_{izpodrinjene \: tekočine} \cdot g$

$F_g = \rho_{ledu} \cdot V_{ledu} \cdot g$

Enačbi izenačimo

$\rho_{slane \: vode} \cdot V_{izpodrinjene \: tekočine} \cdot g = \rho_{ledu} \cdot V_{ledu} \cdot g$

$g$ se pokrajša.

Ostane:

$\rho_{slane \: vode} \cdot V_{izpodrinjene \: tekočine} = \rho_{ledu} \cdot V_{ledu}$

Izrazimo volumen dela, ki štrli iz vode: $V_x = V_{ledu} - V_{izpodrinjene \: tekočine}$

Izrazimo $V_{izpodrinjene \: tekočine}$ in ga vstavimo v zgornjo enačbo:

$\rho_{sl.vode} \cdot (V_{ledu} - V_{x}) = \rho_{ledu} \cdot V_{ledu}$

Pomnožimo med seboj in izrazimo $\frac{V_x}{V_{ledu}}$

Dobimo:
$\frac{V_x}{V_{ledu}} = \frac{\rho_{sl.vode} - \rho_{ledu}}{\rho_{sl.vode}} = 10,74$%

Iz vode torej štrli dobrih 10 odstotkov ledene gore.