この質問は理論的/学術的なエッジケースです。
水中の体は2つの力を経験します:
- 水と接触するすべての表面に作用する圧力
- 体の質量に作用する重力
ウィキペディアの浮力に関する記事は、次の方程式がどのように設定されているかを非常によく説明しています。この記事では、浮力の定義を次のように示しています。
物理学では、浮力または突き上げは、浸漬されたオブジェクトの重量に対抗する流体によって加えられる上向きの力です。
(読者は、地面にある体がまだ水没しているかどうかを判断する必要があります。)
FBσA
FB=∮σdA
没入体については、ガウスの定理を使用できます。つまり、面積積分を体積積分に置き換えることができます。ただし、このエッジケースでは、体のaera-integralは「クローズ」されていません。缶が地面に座っているように缶の底部側に何ら水(圧力)(Physics.SEで説明上にも見られないある1、2)。
これは、エッジケースの場合、ボディが地面と接触していることを意味し、体積積分に基づく方程式を使用することはできません。
FB=ρ⋅Vdisplaced⋅g
浮力を計算する唯一の方法は、体の表面の圧力ベクトルを統合することです。
これは、完璧な平らな地面とaera-integralが完璧になることを意味します
FB=−pat−top−of−can⋅Atop
正味の力(浮力と重力)は次のとおりです。
Fnet=−pat−top−of−can⋅Atop−mcan⋅g
FB
非常によく似た効果がサーマルです。太陽の光が地面の空気と戦うとき、その密度は減少します。水中のオブジェクトと同様に、密度の高い戦争の気泡の下には何もないため、上向き(圧力)の力はありません。浮力を得るために、低密度領域の下に高密度流体をもたらすこの安定したシステムの場合は、外乱が必要です。次の図は、これらの手順を示しています。