Varför verkar lyftkraft uppåt och inte nedåt?
Uttrycket för att beräkna lyftkraften på ett föremål i en vätska är , där V är volymen av den undanträngda vätskan och är dess densitet. Detta betyder alltså att den undanträngda vätskans tyngd är lika stor som lyftkraften på föremålet i vätskan. Men varför verkar denna kraft då uppåt och inte nedåt?
Tyngaccelerationen verkar väl nedåt, eller?`Då borde väl lyftkraften bli negativ?:
g i sig är har väl ingen riktning, utan är bara ett tal
Men om man tänker sig att man definierar riktningar i sitt system, och att nedåt är negativ riktning och uppåt är positiv riktning. Då skulle tyngdaccelerationen verka nedåt, dvs. vara -9.82m/s2. Men vi vill att lyftkraften ska agera uppåt, dvs. positiv riktning.
Som sagt, i det uttryck du har är g beloppet av jordens tyngdacceleration. Vilket bara är ett tal (ingen riktning). På engelska Wikipedia har de en hel härledning av uttrycket https://en.m.wikipedia.org/wiki/Buoyancy
Tillägg: 15 dec 2022 18:06
Och där beskrivs också att det är på grund av skillnaden i tryck mellan toppen och botten av ett objekt som gör att objektet pressas uppåt
Yes, jag är medveten om den härledningen och jag är med på att man beräknar det hela med beloppet av g. Men en kraft måste ju alltid ha en riktning, krafter är väl vektoriella? Så varifrån kommer riktningen rent matematiskt om man räknar med beloppet av g?
Kan det vara så att riktning är med från början i uttrycket (när man använder tryckskillnaden) men att riktningen sedan "försvinner" i förenklingarna?
En acceleration har en riktning. Riktningen ”ner” definierar man ofta just som tyngdaccelerationens riktning.
Ibland kan det vara smidigt att räkna med storleken på tyngdaccelerationen,utan riktning.
Man bör titta på två tyngdkrafter, så blir det nog enklare hur man får en ”lyftkraft”. Tänk dig en träbit djupt nere i vatten. Själva träbiten påverkas av sin tyngdkraft. Om träbiten inte hade varit där, skulle dess volym varit vatten som naturligtvis inte hade pressats upp eller ner. Skillnaden mellan träbitens tyngdkraft och motsvarande vattenmängds tyngdkraft blir lyftkraft.
Skillnaden har en riktning upp (trä) eller ner (Sten).
naytte skrev:Yes, jag är medveten om den härledningen och jag är med på att man beräknar det hela med beloppet av g. Men en kraft måste ju alltid ha en riktning, krafter är väl vektoriella? Så varifrån kommer riktningen rent matematiskt om man räknar med beloppet av g?
Kan det vara så att riktning är med från början i uttrycket (när man använder tryckskillnaden) men att riktningen sedan "försvinner" i förenklingarna?
Den härledning jag såg kom fram till att lyftkraften var , där är tyngdacceleration (vektorn) riktad nedåt. Så med minustecknet blir det alltså en kraft riktad uppåt.
Om du säger att lyftkraften är riktad uppåt är det en vektor. Du har angett storleken och riktningen.
Tillägg: 16 dec 2022 16:30
På gymnasiet räknade jag aldrig med vektorer. Man pratade alltid om belopp och dess riktning. Jämför exempelvis elektromagnetism.
Hondel skrev:
Tillägg: 16 dec 2022 16:30
Man pratade alltid om belopp och dess riktning. .
Då är det vektorer, oavsett vad man kallar det.
Bubo skrev:Hondel skrev:
Tillägg: 16 dec 2022 16:30
Man pratade alltid om belopp och dess riktning. .
Då är det vektorer, oavsett vad man kallar det.
Sorry, blev lite oklart där. Som jag skrev ovanför vet jag att man har vektorer om man har en riktning och belopp. Men det jag ville säga var att på gymnasiet hörde jag aldrig något om vektorer (explicit). I exempelvis elektromagnetismen pratades det om någon regel med handen men det nämndes aldrig att det kom från en kryssprodukt. Man kan konstaterade bara att B-fältet har det här beloppet och den här riktningen, E-fältet är vinkelrät mot det osv
Det kan vara klokt, på gymnasienivå.
Jag missade nivån här, eftersom naytte redan verkar ha bra kläm på vektorer och riktningar.
