1. ใบความรูเรื่องแรงลอยตัว
1. แรงลอยตัว(buoyant force)
“เมื่อวัตถุอยูในของไหล จะมีแรงลอยตัวกระทําตอวัตถุ แรงลอยตัวดังกลาวเกิดจากความแตกตางของความดัน
ของวัตถุ ณ ตําแหนงที่มีความลึกแตกตางกัน แรงลอยตัวดังกลาวจะพยายามยกวัตถุขนสูผิวหนาของของไหล”
ึ้
F1 = P1A =ρgh1A
F2 = P2A =ρgh2A
ผลตางของแรงดันขึ้นกับแรงดันลงคือแรง
ลอยตัว FB
FB = F2 – F1 =ρg (h2-h1) A =ρgV
2. เปรียบเทียบการชั่งวัตถุในอากาศกับในของเหลว
F1,F2 = แรงดึงของตาชั่งสปริง (น้ําหนักที่อานไดจากตาชั่งสปริงหรือแรงยกวัตถุ)
mg = น้ําหนักของวัตถุ , FB = แรงลอยตัวในของเหลว
2.1 กรณีชั่งในอากาศ
แรงดึงขึ้นจะเทากับน้ําหนักของวัตถุ
F1 = mg
2.2 กรณีชั่งในของเหลว
แรงในทิศขึ้นคือแรงดึงกับแรงลอยตัว เทากับน้ําหนัก
F2 + FB = mg
F2 = mg - FB
ดังนั้น เมื่อชั่งวัตถุในของเหลว แรงที่ยกจะนอยกวา แรงที่ยกในอากาศเสมอ
3. หลักของอารคมีดีส(Archimedes’ Principle)
ิ
“วัตถุท่จมอยูในของเหลวหมดทั้งกอนหรือจมเพียงบางสวน จะถูกแรงลอยตัวกระทํา และแรงลอยตัวจะ
ี
เทากับน้ําหนักของของเหลวที่ถูกวัตถุนั้นแทนที่”
อาจเขียน “ขนาดของแรงลอยตัว” ไดเปน
แรงลอยตัว = น้ําหนักของของเหลวที่ถูกวัตถุแทนที่
แรงลอยตัว = น้ําหนักของของเหลวที่มีปริมาตรเทากับ
วัตถุในสวนทีจม
่

2. 4. สูตรคํานวณน้าหนักของวัตถุและแรงลอยตัว
ํ
น้ําหนักของวัตถุ W = mg = ρ1gV1
แรงลอยตัว FB = ρ2gV2
จากหลักของสมดุล
แรงลง = แรงขึ้น
mg = FB
ρ1gV1 = ρ2gV2
ρ1V1 = ρ2V2
หมายเหตุ
1) แรงลอยตัวในของเหลวที่กระทําตอวัตถุ มีคาแปรผันตรงกับปริมาตรของของเหลวทีถูกแทนที่
่
2) ถาทําใหวัตถุแทนที่ในของเหลวโดยมีปริมาตรการแทนที่เพิ่มขึ้น แรงลอยตัวที่กระทําตอวัตถุจะมีคา
เพิ่มขึ้นดวย (หลักการนี้ สามารถทําใหวตถุที่มความหนาแนนมากกวาของเหลวสามารถลอยบน
ั ี
ของเหลวไดโดยการออกแบบวัตถุใหมีปริมาตรมากขึ้น โดยการทําวัตถุใหกลวง หรือเวาตรงกลาง เชน
กรณีเรือที่ลอยบนน้ํา เปนตน)
5. เปรียบเทียบความหนาแนนของวัตถุกับความหนาแนนของของเหลว
5.1 วัตถุมีความหนาแนนนอยกวาความหนาแนนของของเหลว
…..วัตถุจะลอย โดยมีบางสวนจมอยูในของเหลว ….
จากหลักของสมดุลจะไดวา น้ําหนักของวัตถุ = แรงลอยตัว
ρ1gV1 = ρ2gV2
ρ1V1 = ρ2V2
5.2 วัตถุมีความหนาแนนเทากับความหนาแนนของของเหลว
…..วัตถุจะลอยปริ่มของเหลว หรือลอยในของเหลว…..
จากหลักของสมดุลจะไดวา น้ําหนักของวัตถุ = แรงลอยตัว
ρ1gV1 = ρ2gV2
ρ1 = ρ2
5.3 วัตถุมีความหนาแนนมากกวาความหนาแนนของของเหลว
…..วัตถุจะจมอยูในของเหลว…..
จากหลักของสมดุลจะไดวา น้ําหนักของวัตถุ = แรงลอยตัว + แรง N
ρ1gV1 = ρ2gV2 + N
แต V1 = V2 ดังนั้น ρ1 > ρ2

3. 6. สมดุลของวัตถุในของเหลว
6.1 กรณีวตถุลอยอยูบนของเหลว หรือลอยในของเหลว
ั
จากหลักของสมดุลจะไดวา

FB = W
6.2 กรณีวตถุจมในของเหลว
ั
จากหลักของสมดุลจะไดวา
N + FB = W
6.3 กรณีวัตถุลอยอยูในของเหลว โดยมีเชือกดึงไว
จากหลักของสมดุลจะไดวา
T + FB = W
6.4 กรณีวัตถุลอยทับกันในของเหลว
จากหลักของสมดุลจะไดวา
FB1 + FB2 = W1 + W2
6.5 กรณีช่งวัตถุในของเหลว
ั
พิจารณาทีวัตถุ
่
T +FB = W
พิจารณาที่ตาชัง
่
N + T = W + W1
จะไดวา
N = FB + W1