• 浮力

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    浮力

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    浮力 (/b???nsi, bu?j?nsi/) 或上推力,是一種由流體施加的向上力,它抵抗部分或完全浸沒物體的重量。 在流體柱中,由于上覆流體的重量,壓力隨深度增加。 因此,流體柱底部的壓力大于柱頂部的壓力。 同樣,浸沒在液體中的物體底部的壓力大于物體頂部的壓力。 壓力差會在物體上產生一個凈向上的力。 力的大小與壓力差成正比,并且(如阿基米德原理所解釋的那樣)相當于原本會占據物體浸沒體積的流體的重量,即被置換的流體。

    因此,平均密度大于其所浸沒的流體的平均密度的物體往往會下沉。 如果物體的密度低于液體,則力可以使物體保持漂浮狀態。 這只會發生在非慣性參考系中,該參考系要么具有重力場,要么由于定義向下方向的重力以外的力而加速。

    浮力也適用于流體混合物,是對流最常見的驅動力。 在這些情況下,數學模型被改變以應用于連續體,但原理保持不變。 浮力驅動流的示例包括空氣和水或油和水的自發分離。

    物體的浮力中心是排出的流體體積的重心。

    阿基米德原理

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    阿基米德原理以錫拉丘茲的阿基米德命名,他于公元前 212 年首先發現了這一定律。 對于漂浮和沉沒的物體,以及氣體和液體(即流體),阿基米德原理可以用力來表述:

    任何完全或部分浸沒在液體中的物體,都受到等于該物體排開的液體重量的力浮起

    -澄清對于沉沒的物體,置換液體的體積是物體的體積,對于液體上的漂浮物體,置換液體的重量是物體的重量。

    更簡潔地說:浮力 = 置換流體的重量。

    阿基米德原理沒有考慮作用在物體上的表面張力(毛細作用),但這種附加力只改變了排開的流體量和排量的空間分布,所以浮力=排開流體重量的原理仍然有效。

    被置換流體的重量與被置換流體的體積成正比(如果周圍流體密度均勻)。

    浮力

    簡單來說,該原理表明,物體受到的浮力等于物體排開的流體的重量,或者流體的密度乘以浸沒體積乘以重力加速度 g。 因此,在質量相等的完全淹沒的物體中,體積越大的物體浮力越大。 這也稱為上推。

    假設一塊石頭在重力作用下在真空中用繩子懸掛時的重量為 10 牛頓。 假設當將巖石放入水中時,它排開 3 牛頓重的水。 然后它施加在它懸掛的繩子上的力將是 10 牛頓減去 3 牛頓的浮力:10 - 3 = 7 牛頓。 浮力減少了完全沉入海底的物體的表觀重量。 通常將物體從水中提起比將其拉出水面更容易。

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