Opdrift (statisk)

Statisk opdrift, også set beskrevet som Arkimedes' lov, er en opadrettet kraft, der påvirker et legemes position i en given væske eller gas, som legemet befinder sig i.

For alternative betydninger, se Opdrift. (Se også artikler, som begynder med Opdrift)

Ved nedsænkning i en væske kan to legemer med identisk masse som følge af opdrift placere sig forskelligt i væsken, hvis de har forskelligt volumen.

Påvirkninger

Der er to modsatrettede kræfter, der påvirker legemets position:

• Tyngdekraften, der trækker legemet nedad.
• Opdriften, der skubber legemet opad.

Tyngdekraften ${\displaystyle F_{g}}$ er givet ved Newtons tyngdelov:

${\displaystyle F_{g}=-m\cdot g}$

hvor ${\displaystyle m}$ legemets masse og ${\displaystyle g}$ er tyngdeaccelerationen.

Opdriften ${\displaystyle F_{\text{opdrift}}}$ derimod er beskrevet af Archimedes lov:

Ethvert objekt, helt eller delvist nedsunken i en væske, bliver påvirket af en opdrift lig den vægt af væsken forskudt af objektet.

— Archimedes af Syrakus ca. 250 f.v.t.

Matematisk kan det skrives som:

${\displaystyle F_{\text{opdrift}}=\rho \cdot V\cdot g}$

${\displaystyle V}$ står for volumen, som i dette tilfælde er den fortrængte væske, mens ${\displaystyle \rho }$ er densiteten af den fortrængte væske.

Den samlede kraft ${\displaystyle F_{\text{tot}}}$ på et legeme, der er helt eller delvist nedsunket i en væske, er altså givet ved:

${\displaystyle F_{\text{tot}}=\rho \cdot V\cdot g-mg}$

Når de to kræfter er lige stor, er den samlede kraft altså nul, og legemet bliver ikke accelereret.

Eksempel

Træ og vand

Et stykke træ har lavere massefylde end vand, hvilket gør, at massen af det fortrængte vand er større end selve træets masse, og derfor vil træet flyde ovenpå.

Modsat dette er træets massefylde større end atmosfærens. Derfor er massen af det fortrængte stof en del lavere end selve træets, og opdriften på træet vil da være lavere end tyngdekraften på det, og det vil falde til jorden.

Opdriftsformer

De skelnes mellem forskellige former:

• Hydrostatiske opdrift, som påvirker skibe, pontoner, tømmerflåder o.lign.
• Aerostatiske opdrift, som påvirker balloner og luftskibe (aerostater).

Eksempler

Andre eksempler:

• Is stiger opad i vand.
• Gasbobler (luft eller CO₂) i sodavand og akvarier stiger opad.

Varm luft og kold luft

Pga. en tordenstorms voldsomme statiske opdrift^[1] i det østlige Australien blev den 35-årige paraglider Ewa Wisnierska suget op i ca. 9.940 meters højde, fra ca. 800 meters højde (gennemsnitlig 10 m/s; 36 km/t), i løbet af ca. 15 minutter med lyn og torden omkring sig og mistede bevidstheden i 30 minutter – og overlevede. Hun var blevet overiset, men formåede efter at være kommet til bevidsthed i ca. 500 meters højde, at lande og derefter kontakte sit team. Hendes højde (og position) blev målt med GPS. ^[2]

Se også

• Kviksand

Kilder/referencer

1. theweatherprediction.com: HOW DOES DYNAMIC LIFT COMPARE TO CONVECTIVE LIFT? Citat: "...Dynamic lifting is a forced lifting of air. It is much slower than convective lifting but over time dynamic lifting can produce a significant amount of vertical uplift...Convective lifting is air rising due to positive buoyancy similar to the process of how a helium balloon rises quickly into the air since the air in the balloon is less dense than the surrounding air. This mechanism of rising air is very quick. Thus, convective uplift often produces thunderstorms while dynamic lift produces light to moderate precipitation...", backup
2. February 16, 2007, washingtonpost.com: Paraglider Survives High-Flying Ordeal Citat: "...She recalled feeling like an astronaut returning from the moon as her landing approached. "I could see the Earth coming _ wow, like Apollo 13 _ I can see the Earth," she said..."

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til Opdrift (statisk)

Spire Denne naturvidenskabsartikel er en spire som bør udbygges. Du er velkommen til at hjælpe Wikipedia ved at udvide den.