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부력 계산기

단계 1 / 3 부력
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이 부력 계산기는 아르키메데스의 원리 F = ρ · V · g를 사용해, 유체가 잠긴 물체에 가하는 위로 작용하는 힘을 구합니다. 유체의 밀도(kg/m³)와 물체의 잠긴 부피(m³)를 입력하면 부력을 뉴턴으로, 밀려난 유체의 질량을 킬로그램으로 알려줍니다. 어떤 물체가 뜰지 가라앉을지 확인하거나, 보트와 폰툰의 부력을 설계하거나, 물리 숙제를 풀 때 사용하세요. 물은 1000 kg/m³로 미리 설정되어 있지만, 바닷물, 기름 등 어떤 유체든 몇 초 만에 모델링할 수 있습니다.

부력 계산 방법

  1. 1

    유체 밀도 입력

    주위 유체의 밀도를 세제곱미터당 킬로그램으로 입력합니다. 민물은 약 1000 kg/m³, 바닷물은 약 1025 kg/m³입니다.

  2. 2

    잠긴 부피 입력

    실제로 물속에 잠긴 물체의 부피를 세제곱미터로 입력합니다. 완전히 잠긴 물체라면 전체 부피와 같습니다.

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    부력 확인

    도구가 밀도 × 부피 × 9.81을 계산하여 위로 작용하는 힘을 뉴턴으로, 밀려난 유체의 질량을 킬로그램으로 함께 표시합니다.

공식

아르키메데스의 원리에 따르면 부력은 잠긴 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같습니다.

  • F = ρ · V · g

여기서 F는 뉴턴(N)으로 나타낸 부력, ρ(로)는 kg/m³로 나타낸 유체 밀도, V는 m³로 나타낸 잠긴 부피, g는 중력 가속도로 9.81 m/s²로 둡니다. 밀려난 유체의 질량은 단순히 m = ρ · V이며, 그 무게(ρ · V · g)가 바로 물체가 받는 위로 미는 힘입니다.

풀이 예제

잠긴 부피가 0.05 m³인 밀폐 용기가 민물(ρ = 1000 kg/m³) 속에 있다고 합시다.

F = 1000 × 0.05 × 9.81 = 490.5 N

밀려난 물의 질량은 1000 × 0.05 = 50 kg입니다. 용기 자체의 무게가 50 kg보다 작으면 위로 작용하는 490.5 N이 그 무게를 넘어 뜨고, 그보다 무거우면 가라앉습니다.

일반적인 유체에서의 부력(V = 0.05 m³)

유체 밀도(kg/m³) 밀려난 질량(kg) 부력(N)
공기 1.2 0.06 0.59
식물성 기름 920 46.0 451.3
민물 1000 50.0 490.5
바닷물 1025 51.25 502.8
글리세린 1260 63.0 618.0

밀도가 높은 유체일수록 더 세게 밀어 올립니다. 소금기가 많은 사해에서 민물 호수보다 몸이 더 쉽게 뜨는 이유가 바로 이것입니다.

피해야 할 실수

  • 부피와 잠긴 부피의 혼동. 일부만 떠 있는 물체에서는 물체 전체가 아니라 수면 아래 부분만 사용하세요.
  • 단위 혼용. 밀도는 kg/m³, 부피는 m³로 유지하세요. 1리터는 0.001 m³이므로 50 L 물체의 부피는 0.05 m³입니다.
  • 뜨는가 가라앉는가. 부력만으로는 결정되지 않습니다. 부력과 물체의 무게(물체 자신의 질량 × g)를 비교하세요.
  • 중력 가속도 선택. 이 도구는 g = 9.81 m/s²를 사용합니다. 달(약 1.62 m/s²)에서는 무게와 부력이 함께 작아집니다.

자주 묻는 질문

부력은 유체 밀도 × 잠긴 부피 × 중력 가속도와 같습니다. F = ρ · V · g이고 g = 9.81 m/s²입니다. 밀도를 kg/m³, 부피를 m³로 입력하면 결과가 뉴턴으로 나옵니다.

부력을 물체의 무게(질량 × 9.81)와 비교하세요. 부력이 더 크면 뜨고, 무게가 더 크면 가라앉으며, 둘이 같으면 중성 부력 상태로 떠 있습니다.

민물에는 1000 kg/m³, 바닷물에는 약 1025 kg/m³를 사용하세요. 계산기는 민물 1000 kg/m³로 미리 설정되어 있으며, 이를 바꿔 어떤 유체든 모델링할 수 있습니다.

리터를 1000으로 나누세요. 예를 들어 50리터 = 0.05 m³, 1리터 = 0.001 m³입니다. 부피를 세제곱미터로 유지하면 밀도 단위 kg/m³와 일치합니다.

결과 계산을 위해 입력한 값이 서버로 전송되며, 단계별 안내 링크에는 그 값이 URL에 포함됩니다.

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