湖面漂浮式警示船只塑料浮標
壓力差和阿基米德定律在解釋浮力產生的原因和小時,都必須要有物體浸在液體里。
液體沒有任何外來物體浸入時,它還會不會有浮力?如果有,我們又應該怎樣去解釋產生浮力的原因和小呢?
其實,浮力是液體的種屬性,由液體自身的點形成的,它不會因外來物體的浸入而增或減小、存在或消亡。物體在液中的沉浮是物體在浮力作用下反應出的種自然現象。而我們該如何透過這些現象,去探尋浮力的本質呢?
你用透明的杯子盛杯可樂,杯壁上會有很多氣泡吧?放上兩天,還有氣泡么?因為壓力減小而溢出的二碳在敞口杯中是不可能被二次溶解的,它們上哪兒了?水的粘滯性和粗糙的容器壁的吸附力是能讓小氣泡暫時升不起來,但這并不證明它們沒受浮力作用。只要足夠長,浮力終是會戰勝其它力的應,終把氣泡推上來的。
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例如:取個圓柱形容器,再加工出個直徑比容器的內徑稍小點的圓柱形木塊,讓兩個圓柱體等高,以利于觀察。在容器中倒入很少量的水(關鍵是要使水的質量要遠小于圓柱體木塊質量),再將圓柱體木塊放入容器中,你會發現水在圓柱體的四周上升起來,將木塊浮起(果就是木塊比容器口高出些來)。
個底面積為12.56平方米,高2米的木質圓錐體,錐尖向下浸沒于水下20米。因為壓力等于壓強乘以面積,所以它上表面受到向下的壓力于下表面受到向上的壓力,根據壓力差推論,它會沉沒水底。但阿基米德定律認為,它的物重小于它排出的水重,木錐會浮出水面。何況圓錐體是木頭做的,而木頭會浮出水面,這是自然現象的常識。
1.為什么壓力差的推論與自然現象相反呢?
2.圓錐體錐尖向下或向上,根據壓力差計算的結果,它們受到的浮力是不相同的。但它們排出的水都樣重,根據阿基米德定律,它們受到的浮力應相等。為什么壓力差和阿基米德定律得出的結論不樣?
3.物體受到的浮力小與物體在水中的形狀、形態有關嗎?
4.壓力差能不能解釋各種形狀(包括不規則)物體在水中受到的浮力小及其產生的原因。
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