浮力
浮力是流體對浸入其中的物體施加的向上作用力。它解釋了為什麼有些物體會浮起,而另一些會下沉。
阿基米德原理
阿基米德原理指出,浮力的大小等於被排開流體的重量。物體排開的流體越多,向上的浮力就越大。
漂浮與下沉
如果物體在完全沒入之前,浮力就能平衡其重量,它就會漂浮。若其平均密度大於流體密度,它就會下沉,因為最大浮力仍不足以支撐它。
在模擬中測試密度
使用模擬比較不同質量、體積與流體密度的物體。觀察即時讀數,了解排開體積與浮力如何決定平衡狀態。
阿基米德原理
當一個物體浸入流體中時,它會把一部分流體擠開——這叫做排開。被排開的流體會以一個向上的力反推物體,這個力的大小等於被排開流體的重量。如果這個向上的推力能夠等於物體自身的重量,物體就會浮起來;如果物體太重,超過了它所能排開的流體的重量,它就會下沉。
F_b = ρ · V · g
- ρ — 流體密度 (kg/m³): 流體單位體積的質量
- V — 排開體積 (m³): 物體排開的流體的體積
- g — 重力加速度 (m/s²): 使一切物體向下墜落的重力加速度
一個物塊排開了0.002立方米的水。水的密度為每立方米1000千克。水對物塊產生的浮力是多少?
- ρ = 1000 kg/m³
- V = 0.002 m³
- g = 9.8 m/s²
- F_b = ρ · V · g
- F_b = 1000 kg/m³ · 0.002 m³ · 9.8 m/s²
F_b = 19.6 N