부력 계산기

계산 입력

유체 밀도 (kg/m³)

중력 가속도 (m/s²)

배제 부피 (m³)

결과

부력

4,905

뉴턴 (N)

떠받칠 수 있는 환산 질량	500 kg

부력 계산기란?

이 계산기는 아르키메데스 원리를 이용해 유체 속에 잠긴 물체에 작용하는 부력을 구합니다. 부력은 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같으며, 항상 위쪽으로 작용해 중력에 맞섭니다. 물(담수), 기름, 공기 등 어떤 유체에도 적용되며, 단위를 SI로 통일하기만 하면 됩니다.

사용 방법

세 가지 값을 입력하세요. 유체 밀도(\(\rho\))는 세제곱미터당 킬로그램(kg/m³), 중력 가속도(\(g\))는 보통 9.81 m/s², 배제 부피(\(V\))는 세제곱미터(m³) 단위로 입력합니다. 배제 부피란 물체가 밀어낸 유체의 부피를 뜻합니다. 결과로 뉴턴(N) 단위의 부력과, 그 부력이 떠받칠 수 있는 환산 질량이 함께 표시됩니다.

공식 풀이

핵심 식은 다음과 같습니다.

$$F_b = \rho \times g \times V$$

여기서 \(\rho \cdot V\)는 밀려난 유체의 질량이고, 여기에 \(g\)를 곱하면 무게(힘)로 환산됩니다. 대표적인 밀도값은 담수 ≈ 1000 kg/m³, 바닷물 ≈ 1025 kg/m³, 공기 ≈ 1.225 kg/m³입니다.

아르키메데스의 원리: 부력은 밀려난 유체의 무게와 같다.

계산 예시

어떤 블록이 g = 9.81 m/s²에서 담수(ρ = 1000 kg/m³) 0.5 m³를 밀어낸다고 합시다. 부력은 다음과 같습니다.

$$F_b = 1000 \times 9.81 \times 0.5 = 4905 \text{ N}$$

이를 \(g\)로 나누면 떠받칠 수 있는 환산 질량은 500 kg가 됩니다.

상수 및 중력값

부력 공식 \(F_b = \rho \cdot g \cdot V\)에서 사용되는 중력가속도 \(g\)는 변위 유체의 질량이 얼마나 강하게 당겨지는지, 따라서 상향 힘이 얼마나 강한지를 결정합니다. 지구상에서 표준값은 정의에 따라 고정되어 있으며, 다른 천체에서는 크게 다릅니다.

위치	중력 \(g\) (m/s²)	사용 사례
지구 (표준, 정의됨)	9.80665	정밀한 참고값
지구 (일반적 반올림)	9.81	일상 공학
달	1.62	달 / 저중력 시나리오
화성	3.71	행성 탐사
목성 (구름 꼭대기)	24.79	가스 거인 대기

부력은 \(g\)와 선형적으로 스케일됩니다. 같은 유체에서 같은 물체는 달에서 지구 부력의 약 \(1.62 / 9.81 \approx 16.5\%\)만 느낄 것입니다. 이는 변위 유체의 무게가 그만큼 적기 때문입니다.

자주 묻는 질문

물체 자체의 밀도도 영향을 주나요? 부력 자체에는 영향을 주지 않습니다. 부력은 오직 배제 부피에만 좌우됩니다. 다만 물체의 밀도는, 그 무게를 부력 \(F_b\)와 비교했을 때 뜰지 가라앉을지를 결정합니다.

물체가 떠 있을 때는 어떤 부피를 써야 하나요? 잠긴 부분만 유체를 밀어내므로, 물에 잠긴 부피만 사용하세요.

왜 9.81 m/s²를 쓰나요? 지구의 표준 중력 가속도이기 때문입니다. 다른 행성이거나 정밀한 계산이 필요할 때는 해당 지역의 값을 사용하세요.