1、阿基米德原理是什么
1、1定义
浸入静止流体(气体或液体)中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量,方向垂直向上并通过所排开流体的形心。
1、2公式
1、公式
F浮=G排=ρ涂·g·V排
单位:F浮——N
ρ涂——千克/米3
g%%——牛顿/千克
V排——米3
2、推导阿基米德原理:
根据浮力产生原因,上下表而的压力差:
以边长为a的正方形铁块为例,沉没水中时水深h。上表面压强p1=ρg(h-a), 压强等于液体密度乘以g乘以深度,水总的深度是h,下表面压强p2=ρgh 水中正方体高a,正方体上表面距离水面h-a
F浮=a^2 p2-a^2 p1 浮力等于下表面压力减去上表面压力,压力等于压强乘以受力面积
=a^2[ρgh-ρg(h-a)] 正方体底面积是边长的平方a^2
=a^2ρga
=a^3ρg
=Vρg
铁块体积就是排开水的体积。
1、3浮力的有关因素
浮力只与ρ液,V排有关
与ρ物(G物),h深和V物无直接关系。
1、4阿基米德被发现的故事
历史阿基米德发现的浮力原理,奠定了流体静力学的基础。传说希伦王召见阿基米德,让他鉴定纯金王冠是否掺假。
他冥思苦想多日,在跨进澡盆洗澡时,从看见水面上升得到启示,作出了关于浮体问题的重大发现,并通过王冠排出的水量解决了国王的疑问。
在著名的《论浮体》一书中,他按照各种固体的形状和比重的变化来确定其浮于水中的位置,并且详细阐述和总结了后来闻名于世的阿基米德原理:放在液体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体所排开的液体重量。从此使人们对物体的沉浮有了科学的认识。
2、阿基米德原理的适用范围
2、1适用范围
适用于液体和气体。阿基米德原理适用于全部或部分浸入静止流体的物体,要求物体下表面必须与流体接触。
如果物体的下表面并未全部同流体接触,例如,被水浸没的桥墩、插入海底的沉船、打入湖底的桩子等,在这类情况下,此时水的作用力并不等于原理中所规定的力。
如果水相对于物体有明显的流动,此原理也不适用。鱼在水中游动,由于周围的水受到扰动,用阿基米德原理算出的力只是部分值。这些情形要考虑流体动力学的效应。水翼船受到远大于浮力的举力就是动力学效应,所循规律与静力学有所不同。
2、2应用实例
1、气球
阿基米德原理可用于解释气球的上升机理:充满轻气体的气球的自重小于它所排开的空气的重量(浮力)。
2、液体比重计
对部分浸入液体的比重计,它所受到的浮力:F=W=γV 。式中W为比重计的重量,V为浸入液体的体积γ为液体的比重。若已知W和V,可确定比重γ。
3、排水量
Vmax=m船/ρ水由ρ=1,得 Vmax=m船/1简写: V=m即体积常数等于质量常数,合称排水量。
4、积云对流
阿基米德静浮力可使积云对流得以发展,在稳定层结大气中可以产生重力内波。
阿基米德原理自述
浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理.阿基米德原理公式表示如下:F浮 =G排=ρ液 gV排 浮力大小只与ρ液、V排有关浮力的大小只与液体的密度、排开液体的体积有关,而与物体浸入液体的深度没有关系.阿基米德原理不仅适用于所有液体,而且也广泛地适用在一切气体中..对于浸入液体的物体,只要知道ρ液、V排,我们就能求出浮力,阿基米德原理是计算浮力最普遍适用的规律. 物体排开的液体的体积V排是指物体浸在液体中的那部分体积,它与物体的体积 V物是不同的.当一个物体完全浸没在液体中时,V排=V物,物体部分浸入液体中时,V排<V物,在具体问题中,应该具体地区分它们,不能混淆.根据F浮=ρ液 gV排可知,浮力的大小只与液体的密度、排开液体的体积有关,而与物体浸入液体的深度没有关系.阿基米德原理不仅适用于所有液体,而且也广泛地适用在一切气体中.