Siła wyporu - Polski Serwis Naukowy

Siła wyporu słonej wody na Morzu Martwym unosi człowieka

Siła wyporu – siła działająca na ciało zanurzone w płynie czyli w cieczy lub gazie w obecności ciążenia. Jest skierowana pionowo do góry – przeciwnie do ciężaru. Wartość siły wyporu jest równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

Sterowiec – aerostat z własnym napędem. Inż. Henri Jules Giffard (1825–1882) opracował pierwowzór sterowca – balon wyposażony w śmigło napędzane maszyną parową o mocy 2,2 kW. 24 września 1852 wzniósł się z hipodromu w Paryżu na wysokość 1800 m i pokonał 27-kilometrową trasę do Elancourt koło Trappes z prędkością około 8 km/h.

Statek wodny – dość szerokie i nie do końca sprecyzowane pojęcie, zawężające określenie jednostki pływającej do takich jednostek, które mogą poruszać się samodzielnie, lub też, w myśl innych definicji, są wykorzystywane ogólnie jako środek transportu (z własnym napędem lub bez). Przykładowo w rozumieniu międzynarodowego prawa drogi morskiej statek oznacza wszelkiego rodzaju urządzenie pływające, nie wyłączając urządzeń bezwypornościowych i wodnosamolotów, używane lub nadające się do użytku jako środek transportu wodnego.

$F_\mathrm{w} = \rho \cdot g \cdot V \,$

gdzie:

ρ – gęstość ośrodka, w którym znajduje się ciało (cieczy lub gazu)

g – przyspieszenie grawitacyjne, zazwyczaj przyjmuje się przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s)

V – objętość wypieranego płynu równa objętości części ciała zanurzonego w płynie.

Zależność ta stanowi treść prawa Archimedesa.

Objętość jest miarą przestrzeni, którą zajmuje dane ciało w przestrzeni trójwymiarowej. W układzie SI jednostką objętości jest metr sześcienny, jednostka zbyt duża do wykorzystania w życiu codziennym. Z tego względu najpopularniejszą w Polsce jednostką objętości jest jeden litr (l) (1 l = 1 dm3 = 0,001 m³).

Przyspieszenie grawitacyjne to przyspieszenie ciał wynikające z przyciągania grawitacyjnego. W warunkach spadku swobodnego ciał jest ono po prostu przyspieszeniem ich ruchu. W sytuacji statycznej, np ciała spoczywającego na poziomej powierzchni, przyspieszenie grawitacyjne odpowiada za mierzony ciężar.

Dzięki sile wyporu statki wodne i inne ciała unoszą się na powierzchni wody, a balony i sterowce unoszą w powietrzu.

Meteorologia dynamiczna

W meteorologii siła wyporu powietrza zależy od różnicy temperatury pomiędzy cząstką próbną a otoczeniem. Całkowita zmiana temperatury w czasie w przypadku gdy na cząstkę próbną działaja tylko procesów adiabetycznych jest dana przez

$b= \frac{g(\theta-\overline{\theta})}{\overline{\theta}}$

Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.

Balon – statek powietrzny z grupy aerostatów (statków lżejszych od powietrza), bez napędu silnikowego. Składa się z obszernej powłoki wykonanej z nieprzepuszczalnej, lekkiej tkaniny nagumowanej lub tworzywa sztucznego, o dużej wytrzymałości i zawieszonej pod nią gondoli (kosza). Rozróżnia się:

gdzie $\theta$ jest temperaturą potencjalną cząstki, a $\overline{\theta(z)}$ jest temperaturą potencjalną otoczenia.