• 20

浮力=排開液體重.....

看你怎麼定義浮力
從接觸面的受力來看。假設圓柱體截面積A,高度 h,重量 m,沉到底。液體的密度 p,深度 H(假設容量無限所以投入物體不影響液面高度簡化問題)。在圓柱體沉到底之前,接觸面上承受的力量為 A*H*p ,圓柱體沉到底,完全排除掉接觸面的液體後之後,接觸面受力為 A*(H-h)*p + m。比起水壓加上圓柱重 m 要少了 A*h*p 的力,如果把這少掉的力看做是為浮力的話就一樣了。


其實你把膠想像成第二種流體,
就可以理解為何正方形物體底部也會因為水壓力而造成有向上的分量了
所以其實物體底部表面積仍然會受到水壓力作用的影響

浮力=物體表面所受水壓力的總合力

而因為膠內部充滿了水壓力各方向分量
正方形物體底部與膠接觸的表面有兩種力量
1.接觸壓力朝上作用於正方體底面(或是黏著拉力,朝下作用於正方體底面),壓力或是拉力取決於物體密度是否大於水,
物體密度大於水時,物體有下沉之趨勢,所以膠體會給正方體底面一個向上的接觸壓力
物體密度小於水時,物體有上浮之趨勢,所以膠體會給正方體底面一個向下的黏著拉力

2.水壓力分量(朝上作用於正方體底面積)

1+2就是膠體對正方形物體的作用力總合
水下的壓力.四面八方都有.
而你給的這個案例.正好是方形的物體.
若是錐形體或是球體.那麼還是這個公式嗎?
這樣的算法是為了簡單明瞭.可以容易判斷才這樣設置的...


是的.浮力等於排開的液體重量.
這排開的液體重量=物體的體積 X 液體的密度.
所以你的問題.物體仍然承受了那個浮力.
只是被黏著劑施加了一個力量.所以物體才沒有上浮.

假設今天用的不是黏著劑.而是一條黏在底部的線.那也是同樣的情況.
但是今天若是你給的線.張力不夠抵銷掉.那個重量.
線會斷掉.那物體就會浮上去.

而且你第三幅圖.不也是貼在底面嗎?
那是不是也是有浮力呢?
其實那個浮力就跟第三幅圖是一樣的.
只是第三幅圖的物體密度大於液體的密度.
而最後一幅圖則相反罷了.
但是只要是物體的體積相同.在相同的液體中.得出的浮力是相同的.
假設正方體密度小於水,
因為正方體靜止不動,由作用於正方體之外力於垂直方向之合力等於零(A+B+C=0),
可以推導出膠體與正方體之間黏著力拉力T=排開液體重量-正方體重量
字醜請見諒....









水浮力仍然等於排開液體重,
水浮力也等於正方體表面所受水壓力造成的合力(A圖)

在A圖之中:
底部的膠體雖然阻止了水與正方體底部表面的接觸,
但是水壓力壓向膠體側向表面分子,會造成膠體側向表面分子進一步壓向膠體內部分子,
因此水壓力會傳入膠體內部,使膠體內部仍然有水壓力所引起的壓力,
所以膠體與正方體底面會有水壓力所引起之壓力u2
RDXHEX wrote:
底部的膠體雖然阻止了水與正方體底部表面的接觸,
但是水壓力壓向膠體側向表面分子,會造成膠體側向表面分子進一步壓向膠體內部分子,
因此水壓力會傳入膠體內部,使膠體內部仍然有水壓力所引起的壓力,
所以膠體與正方體底面會有水壓力所引起之壓力u2


如下圖
物體沒有接觸到底部,還有空氣
依據氣體的可壓縮性,膠體的有限變形量無法將壓力傳導至物體底部


還有問題已經變成下圖了


物體與鍋子焊在一起,成為鍋子的一部分,
就像紅酒瓶底的凸起,凸起的部分有排開液體,但沒有證明式中 水向上的作用面積,凸起的部分有浮力嗎?





以下是WIKI對於浮力的解釋

浮力(英語:buoyancy 或 upthrust),物理學名詞。一般指物理體在流體(包括液體和氣體)中,各表面受流體(液體和氣體)壓力的差(淨力)。[a]浮力的單位是牛頓(N)。[1]

把一個空心方塊焊在一個鍋子底下,它就變成一個底下焊了方塊的鍋子而不是兩個東西了,所以不符合以上的定義。
故沒有浮力。
White bear wrote:
看不太懂你的步驟,不...(恕刪)


借用一下樓主的圖,就像這樣中間用細連桿傳送壓力,秤本身不用放入水中。如果介意細連桿的浮力影響,可以用均勻材質,計算單位長度的浮力及沈入水中的深度即可



1. 先測量物體在水中的浮力,假設一公斤重

2. 加壓把物體壓至容器底部

3. 逐漸減低壓力,觀察是否壓力低於一公斤重時,物體仍不會浮起


dx901557 wrote:
把一個空心方塊焊在一個鍋子底下,它就變成一個底下焊了方塊的鍋子而不是兩個東西了,所以不符合以上的定義。
故沒有浮力。



按我去13樓
Nuke worker wrote:
如下圖物體沒有接觸...(恕刪)


其實空氣也是流體的一種,
基本上你這張圖不太可能成立是因為若有輕微擾動時,空氣會從正方體下面溢出,
但是先假設你的圖已成立,正方體底部的空氣側面的表面分子受到水壓力作用,
外側的空氣分子所受水壓一樣會引起內部空氣分子的壓力,也就是說空氣的氣壓會大於平常的一大氣壓,
空氣的氣壓會等於一大氣壓加上正方體底部水深度的水壓,


不論此種空氣是否可以具有可壓縮性質,都不影響力量的傳遞,
不可壓縮空氣代表其總體積不變(體積不增不減),並不代表不可變形(側向或垂直之變形),

即使是不可壓縮的空氣,在體積不變的情況下,
假設受到側向水壓力作用時,空氣側向沒有變形,垂直也沒有變形,
其氣壓一樣會上升到比一大氣壓更大,也就是說空氣會將水壓力傳遞到正方體底面]
所以正方體底面因為受到水壓所引起的壓力仍然是u2

13樓的平板存在著壓力差,而焊在底部的方塊不存在壓力差。
  • 20
內文搜尋
X
評分
評分
複製連結
請輸入您要前往的頁數(1 ~ 20)
Mobile01提醒您
您目前瀏覽的是行動版網頁
是否切換到電腦版網頁呢?