“浮力”一词源于西班牙语单词“Boyar”,意为漂浮。流体将浸没其中的物体向上推的属性被称为浮力。当物体被置于流体中时,它具有漂浮的趋势。浮力是由于浸没在静止液体中的物体或两侧的压力变化而产生的。因此,这种浮力现象是由浮力引起的。影响流体中浮力的因素包括:
- 密度 (P)
- 体积 (V)
- 重力加速度
当物品浸入水或其他液体中时,我们会看到该物品受到一个与重力拉力相反的、来自向下方向的力,这导致了其重量的减小。这种由液体施加的向上或垂直的力,对抗着浸没在液体中的物品的重量。正如我们所知,液态下的压力随着深度的增加而增加。因此,浸没在液体中的物品底部的压力大于顶部的压力。这种压力的差异在物品上产生了一个净向上的力,我们将其定义为浮力。正是由于浮力,人类游泳者、鱼类、船只和冰山才能浮在水面上。
作用在部分或完全浸没在流体中的物体上的净向上的力被称为浮力。它也被称为上推力。由于浮力的存在,完全或部分浸没在流体中的物体的重量似乎变轻了(失去了重量)。用于描述浮力的单位是牛顿(N),它也是力的单位(F)。
物体浸没的液体所施加的压力引起了浮力。此外,由于液体的压力随深度增加而增加,物品所承受的浮力始终是向上的。浮力适用的几个应用场景包括货物运输、海洋工程(例如:船舶)。
浮力公式
正如我们所知,密度、体积和向下的力(例如重力)直接影响浮力,利用这些要素,浮力的一般公式推导如下:
浮力 = V × p × g
其中;
V – 流体的体积
p- 流体的密度
g – 重力加速度
该公式根据阿基米德原理给出了液体介质作用于物品上的浮力。
阿基米德原理
> 它指出,作用在浸没在液体中的物体(无论是部分还是完全浸没)上的向上浮力,等于该物体排开的液体的重量,并且其作用方向在排开液体的质心处向上。
浮力
—
它是作用在部分或完全浸没在流体中的物体上的净向上的力。
它也被称为上推力。
它是由于液体的压力随深度增加而引起的。
它是一个向上作用的力。
浮力的主要因素是物体的重量。
它不受浸没物体的质量和密度的影响。
浸没物体底部产生的压力。
它始终向上作用。
它对抗浸没在流体中的物体的重量。| 浮力的应用包括:
潜艇
比重计- 用于测量比重
测量固体和液体的密度 | 浮力的应用包括:
海洋工程
货运
在船只和巨轮中 |
| 浮力的几个例子包括:
人类游泳者
冰山
漂浮的软木塞或叶子 | 浮力的几个例子包括:
热气球
游轮、海军航空母舰
鱼 |
示例问题
问题 1:将一块长3.5米、宽0.6米、高0.5米的木块放入水中,其浮力是多少?水的密度为 1000 kg/m3,重力加速度为 10 N/kg。
解决方案:
> 根据已知信息,
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> 木块的体积 (V) = 长 × 宽 × 高 = 3.5 × 0.6 × 0.5 = 1.05 m3
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> 水的密度 (ρ) = 1000 kg/m3
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> 重力 = 10 N/kg
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> 因此浮力计算如下:
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