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      阿基米德原理

      ? 作者:高龍 ?
      2022-03-31 18:05:24
      ? 知道
      浮力定律
      阿基米德發現的浮力原理,奠定了流體靜力學的基礎。傳說希倫王召見阿基米德,讓他鑒定純金王冠是否摻假。他冥思苦想多日,在跨進澡盆洗澡時,從看見水面上升得到啟示,作出了關于浮體問題的重大發現,并通過王冠排出的水量解決了國王的疑問。在著名的《論浮體》一書中,他按照各種固體的形狀和比重的變化來確定其浮于水中的位置,并且詳細闡述和總結了后來聞名于世的阿基米德原理:放在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等于物體所排開的液體重量。從此使人們對物體的沉浮有了科學的認識。 

      原則
        流體對浸入靜止流體中的物體施加的合力等于被物體排開的流體的重力,這種合力稱為浮力。 這就是著名的阿基米德定律(Archimedes law),也稱為阿基米德原理(buoyancy principle)。
        阿基米德原理是流體靜力學中關于浮力的基本原理。 它可以用現代術語表達為:
        ①如果物體完全浸入水中并被水包圍并處于平衡狀態,則流體作用于物體上的力的方向與重力方向相反,大小等于水的重量 被物體取代。
        ②當漂浮在水面上的物體上半部高于水面,下半部在靜水中時,物體受到水面向上的力,這個力的大小等于重量 被物體排開的那部分水。
        上述定律中提到的靜水對被淹沒或漂浮的物體的作用稱為浮力。
        如果物體的下表面沒有完全與水接觸,例如 沉沒的橋墩,沉船插入海床

      適用范圍
      阿基米德原理(阿基米德定律)是流體靜力學的一個重要原理,它指出浸入靜止流體中的物體受到一個浮力,其大小等于該物體所排開的流體重量,方向垂直向上并通過所排開流體的形心,合力稱為浮力。這個結論由阿基米德首先提出 。結論對部分浸入液體中的物體同樣是正確的。同一結論還可以推廣到氣體 。因此,阿基米德定律的適用范圍是靜止流體(包括靜止的液體、氣體等)。
      阿基米德靜浮力可使積云對流得以發展,在穩定層結大氣中可以產生重力內波。

      原則
        流體對浸入靜止流體中的物體施加的合力等于被物體排開的流體的重力,這種合力稱為浮力。 這就是著名的阿基米德定律(Archimedes law),也稱為阿基米德原理(buoyancy principle)。
        阿基米德原理是流體靜力學中關于浮力的基本原理。 它可以用現代術語表達為:
        ①如果一個物體完全浸入水中并被水包圍并處于平衡狀態,則流體作用在物體上的力的方向與重力方向相反,大小等于水的重量 被物體位移(如右圖所示)。
        ②當漂浮在水面上的物體上半部高于水面,下半部在靜水中時,物體受到水面向上的力,這個力的大小等于重量 被物體排開的那部分水。
        上述定律中提到的靜水對被淹沒或漂浮的物體的作用稱為浮力。
        如果物體的下表面并非全部與水接觸,例如沉沒的橋墩、沉船插入海床、樁子打入湖底等,在這種情況下,下表面 物體表面并非全部與水接觸。 此時,水的作用力不等于原理中規定的作用力。
        如果水相對于物體具有顯著的流量(參見伯努利方程),則該原理也不適用。 對于在水中游動的魚,由于周圍水的擾動,使用上述第一原理計算的力只是一個近似值。 這些情況考慮了流體動力學的影響。 水翼受到的升力遠大于浮力,是一種動力效應,其規律與靜力不同。
      阿基米德原理可用于解釋氣球的上升機理:充滿輕氣體的氣球的自重小于它所排開的空氣的重量(浮力)。利用該原理可制成液體比重計。對部分浸入液體的比重計,它所受到的浮力:<i>F</i>=<i>W</i>=<i>γV </i>。式中<i>W</i>為比重計的重量,<i>V</i>為浸入液體的體積;<i>γ</i>為液體的比重。若已知<i>W</i>和<i>V</i>,可確定比重<i>γ </i>。
      如果物體重力大于浮力則下沉,反之物體上升。物體在靜止流體中平衡的條件是物體重力等于浮力,且浮心與重心在一條重力垂線上 。
      例:皇冠真假阿基米德定律已知黃金密度,V皇冠體積,m皇冠質量,體積和質量為未知數?
      提示:(皇冠有一個排開水的最小體積Vmin,還有一個排開水的最大體積Vmax(介質)).;
      解:
      m=ρ水Vmax排(new) //:(物體排開水的最大體積Vmax排乘以水的密度就等于物體的質量。)
      m=m金 m/ρ金=V金 ;
      V金與Vmin對比
      Vmin排=V金 (真金)
      (V金< Vmin 假)
      排水量船由來,Vmax=m船/ρ水; ρ=1,Vmax=m船/1,縮寫:V=m 體積常數等于質量常數合稱排水量
      力學:F浮=ρ水gVmax排 (新)
      也就是定律缺失了一部分:m=ρ水Vmax排(new);力學:F浮=ρ水gVmax排 (新)
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