Kelluva voima vs. painovoima
Painovoima ja kelluva voima ovat kaksi tärkeätä voimaa luonnossa, mikä auttaa kappaleiden staattisuutta ja dynamiikkaa. Näillä voimilla on ratkaiseva rooli esimerkiksi merenkulun, tähtitieteen, fysiikan ja monilla muilla aloilla. On välttämätöntä saada selkeä käsitys sekä painovoimasta että kelluvasta voimasta, jotta voisimme menestyä tällaisilla aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä painovoima ja kelluva voima ovat, niiden määritelmät, näiden kahden voiman yhtäläisyydet, näiden kahden sovellukset ja lopuksi painovoiman ja kelluvan voiman välinen ero.
Mikä on kelluva voima?
Kelluvuus on nesteen ylöspäin suuntautuva voima esineeseen. Staattisen nesteen paine riippuu vain mitatun pisteen syvyydestä, painovoiman kiihtyvyydestä ja nesteen tiheydestä. Jos kahta muuta pidetään vakiona, paine riippuu vain syvyydestä. Syvemmässä kohdassa korkeampi paine on. Tämä on lineaarinen suhteellisuus. Tämä tarkoittaa, että kaikki nesteen sisään sijoitetut esineet tuntevat paine-eron ylä- ja alaosassa. Yläpainetta korkeampi pohjapaine yrittää työntää esinettä ylöspäin. Tätä kutsutaan kelluvaksi voimaksi. Koska kelluva voima on yhtä suuri tai suurempi kuin esineen paino, se ei uppoaa. Jos kohteen paino on suurempi kuin kelluva voima, se uppoaa. Vaikka paine eroaa korkeuden kanssa,tietyn korkeuseron paine-ero on sama koko nesteessä. Tämä tarkoittaa, että kelluva voima ei muutu kohteen sijainnin mukaan nesteessä.
Mikä on painovoima?
Sir Isaac Newton oli ensimmäinen henkilö, joka muotoili painovoiman. Mutta ennen häntä Johannes Kepler ja Galileo Galilei loivat perustan hänelle painopisteen muotoilemiseksi. Kuuluisa yhtälö F = GM 1 M 2 / r 2antaa painovoiman voiman, jossa M1 ja M2 ovat pisteobjekteja ja r on kahden objektin välinen siirtymä. Tosielämän sovelluksissa ne voivat olla minkä tahansa kokoisia normaaleja esineitä, ja r on painopisteiden välinen siirtymä. Painovoimaa pidetään toimintana etäisyydellä. Tämä synnyttää vuorovaikutusten välisen aikavälin ongelman. Tämä voidaan jättää pois painovoimakenttäkonseptilla. Painovoima houkuttelee vain esineitä. Karkotusta painovoimakentissä ei ole. Maan painovoima esineeseen tunnetaan myös kohteen painona maan päällä. Painovoima on molemminpuolinen voima. Kohteen A voima esineeseen B on sama kuin kohteen B voima esineeseen A.
Mitä eroa on painovoimalla ja kelluvalla voimalla?
• Painovoimat vaikuttavat missä tahansa väliaineessa. Kelluvia voimia esiintyy vain nesteissä.
• Kelluvat voimat ovat vastenmielisiä. Esineen ja nesteen välinen karkotus on läsnä. Painovoimat houkuttelevat aina toisiaan.
