ĐỘ NỔI CỦA PHAO CỨU SINH LÀ BAO NHIÊU?
Khi bạn đeo chiếc phao cứu sinh có màu sắc sặc sỡ để bơi hoặc đùa nghịch dưới nước có thể bạn cũng từng nghĩ đến câu hỏi sau: Độ nổi của loại phao cứu sinh này là bao nhiêu?
Làm gì để có đáp án cho câu hỏi này đây?
Cách tốt nhất là ứng dụng các kiến thức số học để tính toán, tức là tính thể tích của phao sau khi đã bơm hơi rồi nhân với mật độ của nước rồi trừ đi trọng lượng của phao, kết quả có được chính là độ nổi của phao.
Mọi người đều biết rõ mật độ của nước, trong tính toán thường lấy 1g/cm3, tức là trọng lượng của mỗi cm3 nước 1g. Dưới đây xin giới thiệu phương pháp tính thể tích của phao cứu sinh.
Theo hình vẽ, giả sử có một mặt phẳng đi qua tâm đối xứng O của phao (đã bơm đầy hơi) rồi chia thành 2 tiết diện trên chiếc phao. Hai tiết diện này là 2 elip đồng đảng, trong đó có 1 elip đi qua 4 điểm A,B,C,D. Về số học A,B được gọi là trục dài của elip, CD là độ cao khi phao cân bằng và được gọi là trục ngắn của elip này; OA gọi là bán kính trong của phao sau khi đã bơm hơi. Như vậy thể tích phao cứu sinh có thể được tmh theo công thức dưới đây:
Trong đó,là tỷ số giữa chu vi và bán kính hình tròn. Độ dài của AB, CD, OA là các số có thể dễ dàng tmh được.
Bây giờ chúng ta hãy tính cụ thể hơn một chút: Chẳng hạn trên thị trường có bán loại phao bằng nhựa có đường kính 65cm hình tròn to chưa bơm hơi; sau khi bơm đầy hơi, các số liệu đo được là AB=13cm, CD= 12,5cm, OA=12cm, trọng lượng 150g. Bằng máy tính chúng ta có thể nhanh chóng tính ra được kết quả là V 2835cm3. Vì vậy, độ nổi của loại phao cứu sinh này là 145,383N.
Loại phao này có thể giữ một người nổi trên mặt nước không? Có thể chứ. Bởi vì trong nước con người cũng chịu tác dụng về độ nổi của nước.
