MECHANICS / 力学
浮力与浮沉
从漂浮到下沉,找到受力与密度的联系。
完全浸没后,放得更深,浮力会更大吗?
固定同一物块,保持完全浸没、不接触池底。先记录,再只改深度比较。
均匀液体 · 密度 1000 kg/m³完全浸没 · 未触底
液面 · 0 cm
固定装置
上表面
8 cm 深
池底 · 60 cm8 cm 深
↑ 浮力 10.0 N↓ 重力 6.0 N装置向下按 4.0 N
排开液体 1 L
解释线索 · 上下表面的压力都变大,为什么浮力未必变?
当前物块上表面表压 800.0 Pa,下表面 1800.0 Pa,压强差 1000.0 Pa。只增加深度时,上下表面的压强一起增加;对同一刚性物块,压强差和排液体积都不变。
均匀、不可压缩液体中,F浮=ρ液gV排。“只改深度”使用完全浸没且不触底的刚性物块;体积、液体密度或浸入比例改变时,不能沿用“浮力不变”。
换一个条件,检验我的解释
两个物块分别为 1 L、2 L,都完全浸没在同一种均匀液体中,未触底。2 L 物块在更深处,它的浮力是 1 L 物块的多少?
原有浮沉实验的模型与边界
自由浮沉页显示终态,不把终态当作下沉过程。沉底静止假设水可进入物块下方;不模拟密封底面、黏附和液体阻力。只改深度页用固定装置提供额外力,完全浸没且不触底;移除装置后,密度较小会上浮,密度较大会下沉。
先观察,记录,再改变一个条件。记录仅在本次页面保留。