Sức nổi của phao cứu sinh bằng bao nhiêu?

Khi mang chiếc phao cứu sinh xinh xắn và vui vẻ vẫy vùng trong nước, bạn có bao giờ nghĩ: sức nổi của phao cứu sinh là bao nhiêu không?

Muốn tìm câu trả lời, cách tốt nhất là dùng kiến thức toán học để tính. Ta tính thể tích không khí trong phao cứu sinh, nhân với khối lượng riêng của nước, rồi trừ đi khối lượng của chính chiếc phao; kết quả thu được chính là sức nổi của phao.

Mọi người đều biết khối lượng riêng của nước là 1 g/cm3, tức 1 cm3 nước nặng 1 g. Vì vậy, điều quan trọng là phải tính được thể tích của phao cứu sinh sau khi đã bơm căng.

Theo hình vẽ, hình chiếu phẳng của vòng cứu sinh có tâm O. Vòng cứu sinh có tiết diện gần giống hình elip. Trong đó, AB là trục dài của elip, CD là chiều cao của vòng cứu sinh và cũng là trục ngắn của elip; OA là bán kính trong của phao sau khi bơm khí. Từ các kích thước này, ta có thể tính gần đúng thể tích của vòng cứu sinh bằng công thức hình học tương ứng.

Ví dụ, trên thị trường có loại phao đường kính ngoài khi chưa bơm là 65 cm, làm bằng chất dẻo. Sau khi bơm khí đo được AB = 13 cm, CD = 12,5 cm, OA = 12 cm; khối lượng phao là 150 g. Thay vào công thức, ta tính được thể tích khí khoảng 14.835 cm3. Từ đó có thể suy ra sức nổi của phao, đủ để giúp cơ thể người nổi trên mặt nước.

Như vậy, chiếc phao cứu sinh tuy nhìn đơn giản, nhưng khả năng nâng đỡ của nó hoàn toàn có thể được giải thích bằng các tính toán về thể tích và lực nổi.