流體
沉或浮
觀察密度大的球下沉——重力超過浮力。
沉或浮——互動式流體模擬。觀察密度大的球下沉——重力超過浮力。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
重力大於浮力
當物體重力超過流體所能提供的最大浮力時，密度較大的物體會下沉。
若物體的平均密度大於流體密度，浮力（基於完全浸沒時的排開體積）始終達不到物體的重力，球體便向下加速。
- 浮力 F_b = ρ_fluid · V · g
- 沉沒: mg > F_b
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
將金屬沉降片放入水中並完全浸沒在底部。一旦它完全浸沒，讓它變重會改變它的浸沒程度嗎？
預測權重
- 較重的沉降片淹沒得更多（超過 100%）。
- 它已經完全淹沒（100%），因此更多的品質無法進一步淹沒它。
- 較重的沉降片浸沒得越少，因為它下落得越快。
可變角色
您設定的內容：
- 沉降片質量 m (kg)
您測量的內容：
- 重量 毫克 (N)
- 浸沒部分
調查如何進行
- 開啟 fluid-sink 預設並按下 Reset。沉降片落入水中並停留在水箱地板上。
- 啟用沉子的浸沒比例探針。
- 設定每次試驗的沉降片質量，使其沉降，並記錄其浸沒分數。
控制方程
阿基米德原理（最大） — F_b = ρ·V·g
物體所能承受的最大浮力是 ρ·g·V_full——如果完全浸入水中，物體所排開的液體的重量。一旦物體的重量超過這個上限，它就會下沉並完全淹沒在水中；增加更多的質量不能進一步淹沒它，因為它已經取代了它的整個體積。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 根據沉子的半徑（0.4 m），使用水的密度1000 kg/m³計算其完整體積，並求出可能的最大浮力ρ·g·V_full。將其與每次試驗的重量比較。
- 解釋為什麼一旦重量超過最大浮力，無論沉降片重多少，浸沒分數都會維持在 1.0 (100%)。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 此沉降片的最大浮力約為 24.6 N，任何重量低於 2.5 公斤的物體都會漂浮。將此與 fluid-float 實驗進行比較：什麼決定物體是漂浮還是下沉？
- 海水比淡水密度更大。一個在淡水中完全沉沒的沉子，在海水中是否一定也會完全沉沒？請用浮力公式解釋。
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- 歡迎學習「物體下沉」
- 選中沉球
- 播放
- 向下沉降
- 打開檢查器
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。