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  • 1 # 諸艾文

    首先說答案,是可以的。甚至不需要厚度無限接近0,不需要長度無限大

    上圖是一個曲別針漂浮在水面上的實驗照片。金屬製成的曲別針,即使是較輕的鋁製成的,其比重也是2.7倍於水。那麼為什麼曲別針可以漂浮在水面上呢?

    首先考察浮力。公元前245年,阿基米德發現了浮力原理。浮力的定義式為F浮=G排(即物體浮力等於物體下沉時排開液體的重力),計算可用它推匯出公式F浮=ρ液gV排(ρ液:液體密度,單位千克/立方米;g:重力與質量的比值g=9.8N/kg在粗略計算時,g可以取10N/kg,單位牛頓;V排:排開液體的體積,單位立方米)。液體的浮力也適用於氣體。由阿基米德的浮力原理,可以輕易地給出沉浮條件:

    ρ物>ρ液, 下沉 ,G物>F浮  

    ρ物=ρ液, 懸浮 ,G物=F浮   

    ρ物<ρ液, 上浮,(靜止後漂浮)G物<F浮  

    ρ物<ρ液, 漂浮,G物=F浮(因為是上浮的最後境界,所以ρ物<ρ液)  

    ρ物>ρ液, 沉底 ,G物=F浮+F杯底對物的支援力(三力平衡)阿基米德

    嗯,看上去和上面的實驗完全不相符。但是實踐是檢驗真理的唯一標準,曲別針飄在水面那就是飄在水面。為什麼呢?

    事實上,還有一種很重要的作用力我們沒有考慮進去:水的表面張力。

    液體表面張力,就是液體表面任意二相鄰部分之間垂直於它們的單位長度分界線相互作用的拉力。比較液體內的分子A和液麵分子B的受力情況。以分子力的有效力程為半徑作以分子A為中心的球面(圖1),則所有對分子A有作用的分子都在球面之內。選取一段較長的時間T(是分子兩次碰撞之間的平均時間),由於對稱,在這段時間內,各個分子對A的作用力的合力等於零。以分子B為中心的球面中的一部分在液體當中,另一部分在液麵之外,這部分分子密度遠小於液體部分的分子密度。如果忽略這部分分子對B的作用,則由於對稱,CC"和DD"之間所有分子作用力的合力等於零;對B有效的作用力是由球面內DD"以下的全體分子產生的向下合力。由於處在邊界內的每—個分子都受到指向液體內部的合力,所以這些分子都有向液體內部下降的趨勢,同時分子與分子之間還有側面的吸引力,即有儘量收縮表面的趨勢。這種情況使流體的表面好象蒙在一個表面積比它大的固體外面的彈性薄膜。

    曲別針放在水面上,水面趨於保持完整,因此將曲別針託了起來。這時,刺破水面等破壞表面張力的操作,都會導致曲別針再次沉入水中。

    曲別針都可以,再理想化至無限大無限薄,自然還是可以的。

  • 2 # 周and密

    從浮力的角度,鐵密度大於水,所以會沉。但是考慮水的表面張力,不用無線接近零,稍微薄一點的鐵片就能漂在水上。1毛和1分的硬幣也能漂在水上。所以,這種鐵片,可以漂在水上,也可以沉在水底!

  • 3 # 重型手扶拖拉機

    不用無限接近0,也不用無限大,如果只考慮密度,鐵片無法浮在水上,但水的表面張力是非常大的,支撐鐵片沒有任何問題,只要沒有刺破水膜,鐵片就可以漂在上面。不過只要刺破水膜,破壞了表面張力,鐵片會立刻沉下去。

  • 4 # 順禮成章LSL

    兒時曾經做過一個實驗:將一根鋼針漂浮於水面。道具:一個碗、一根直徑1.5mm的鋼針。操作:碗裡裝滿水,鋼針平放於食指,將食指慢慢沉入水中,待鋼針完全與水平面平行時,食指輕輕離開水面,鋼針就浮在水上了。所有動作一定要輕,鋼針要與水面平行,當鋼針浮於水面後,你甚至可以輕輕搖一搖碗,鋼針也不會沉下去。你甚至用硬幣也會漂起來,但如果鋼針或硬幣是溼的,這個實驗註定失敗。為什麼呢?這就是水的表面張力的作用。

    只要是作用於液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體的表面張力。它產生的原因是液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層,稱為表面層,表面層裡的分子比液體內部稀疏,分子間的距離比液體內部大一些,分子間的相互作用表現為引力。正如你要把彈簧拉開些,彈簧反而表現具有收縮的趨勢一樣。

    在我們平常喝酒時,往杯中慢慢倒酒,明明已經滿了都還能裝,最終酒在杯沿會形成一個球面。而當你的杯子本身是溼的,就不會有表面張力,直接杯壁下流了。

    生活中液體表面張力是常有發生的,所有水珠都是表面張力的傑作,尤為神奇的是水面水珠。細心的農村朋友會經常看到這樣的場景:當你在塘邊捧起一捧水再拋進水中時,你會驚奇的發現,有無數細小的水珠在水面呈放射狀向周邊快速滾動,最遠可達一米左右。當水珠向下的力與水的表面張力抵消時,水珠就與水面融為一體了。

    所以,只要能保持鐵片的一面乾燥,無需無限薄都是可以漂在水面的。

    後記:

    評論裡有人提到了輪船、航母,順禮順便告訴你,提出這個問題的人不會比你弱智。關於鋼針的粗細我是估摸著說的,當年用的是大頭針,繡花針直徑0.8mm,真的是小巫見大巫,當然鋼針大到超過表面張力所能承受的力就不行了。至於“杯壁下流”我是“靈機一動”打出來的,自認為還比較貼切,無意教壞小孩,以博一笑,僅此而已!

  • 5 # 三木景

    任何一個厚度無限接近於0,長寬無限接近於無窮大的固體物質,其質量也無限接近於0,所以它當然能漂浮於水面之上。很簡單,其厚度(高)——〉0。也就是=0。據此,該固體的質量=長(無限長)*寬(無限寬)*高(也即厚,無限接近於零,也即0)*該固體物質的密度=0。這就是計算過程。

  • 6 # 楊95560266

    這個問題需要考慮幾個方面:首先,既然限定了是鐵片,那麼它一定是鐵原子組成的,所以厚度不能無限薄,最薄也是一個鐵原子的直徑,再薄就不是鐵了。其次,如果考慮水錶面張力,就要考慮鐵片的寬度,以及鐵片中間有沒有開孔及開孔率,考慮單位重量鐵片與水的接觸介面長度比。如果不考慮水錶面張力,那麼這個問題就根本無需回答,有一些初中物理知識的都知道的。

    感覺提問者物理知識積累不夠,需要提高。

  • 7 # 使用者5564942838

    這個問題有兩種處理方案,從表面張力說,是可以的。別針可以飄在水面上,這是事實。

    從經典物理學公式說是不可以的。

    因為懸浮的條件是排開本身質量的液體。也就是說,任何固體必須排開同等重量的液體,才可以懸浮。1斤鐵必須排開超過1斤水才能漂浮。

  • 8 # 文刀views

    較薄的鐵片靠水的表面張力是可以的,靠浮力不行,畢竟鐵的密度比水大。

    水的表面張力很強大,人從高處掉入水中,受表面張力的影響,會和砸在水泥地上差不多,所以跳水時一般得頭朝下雙手伸直或腳朝下,以刺破水膜,消除表面張力,如果背、腹朝下橫著砸在水裡,呵呵,那感覺就銷魂了,保證你一輩子忘不了。

    美劇(天蠍)中主角從高空落向大海,為了能讓其安全著陸,美軍在其掉入點引爆了一顆魚雷,讓海水翻滾起來,消除了表面張力,然後主角砸入海水後成功地活了下來

  • 9 # 你不是一般的帥

    越大越不容易浮起來,因為表面積越大,而邊緣與表面接觸的不夠多,水的張力是無法支撐起來的,但是越小(在重力不大的情況下),水的張力是完全可以浮起來的。當然,如果摺疊成盒子的樣子,那就當我沒說,那肯定可以浮起來。

  • 10 # 打死也不說S

    能不能飄在水面上和物體的密度有關係,鐵的密度肯定大於水的密度。但是如果說受力面積足夠大壓強足夠小還是可以的,因為水具有張力。比如說滿滿的一杯水,你在向杯中輕輕放入少量物體,水也不會溢位來

  • 11 # 清塵濁水1

    你們考慮的太複雜了吧,鐵的密度比水大,所以必須沉得下去。一個別針一根針可以浮在水面上,用1米見方,別針那麼厚的鐵皮放水面上不信還能浮得起來,水的張力應該有公式吧?誰整個公式看看張力能浮起多大的鐵皮

  • 12 # 睦龍1

    這是一個偽命題,也可以說是不完整的命題!按字面的意思無限大的鐵片可不可以飄在水面上,答案是可以!因為鐵片無限大,沒說水面無限大,面積不一樣,所以可以飄在水面上!如果說無限大的鐵片可不可以飄在無限大的水面上,答案是不可以!因為厚度再無限接近於0,它不是等於0,只要鐵片有厚度,鐵片的密度絕對比水的密度大,所以鐵片不可以飄在水面上!

  • 13 # 鑾關乄爿PlIIl丨

    不用這麼極限,縫紉針,回形針都能浮在水面,水錶面水分子間的張力足夠讓很薄的鐵片浮起來,另外說船的…物理原理並不一樣。船浮起靠的是浮力,中空的船身排水使整體的p液v排g大於船身重量,題目給出的條件是鐵片,靠的是水的張力,原笑話說的自由落體的水那個人大概是沒有上過高中,揪著船不放還覺得自己很拽的可能初中都沒上過,對我國人口素質略失望,九年義務教育之後竟然還有這麼多zz對這個笑話津津樂道

  • 14 # lzspro

    1.題主、樓主是否考慮過水作為一種液體,有表面張力;

    2.鐵片是有厚度的,實驗室裡可以做到只有一個鐵原子的厚度,只有一個鐵原子的厚度也遠遠不是幾乎為0,而是比0大的多。而接近於零或者幾乎等於0,如小於一個鐵原子,那就不是鐵片了。

    3.任何問題都必須有前提,什麼是無限大?怎麼是接近於0?這對應的是數學上,還是哲學上的極限和無限的概念?這張鐵皮初始狀態是否在水面之下,還是水面之上等等。

    所以要回答這個問題不是那麼容易,這個問題有n多個解,說起來可寫一篇論文,但沒意義。

    我只用一個現象來回答:日常生活最常見的,紙錢上塗的金箔即可漂於水面,也沉於水底,此金箔塗層一般只有幾個原子厚度。

  • 15 # 喵男

    當然是可以的,這樣的鐵片面積變的越大,而本身的重量並沒有改變,意味著浮力也越來越大,最終面積在某個值的時候一定會浮在水面上

  • 16 # 冰天雪地山花爛漫

    實踐當中,不需要厚度無限接近於零,也不需要長度無限大,這樣的鐵片的確會浮到水面,因為有水的表面張力的存在。而在理論上,長度無限大的鐵片,假定其寬度也無限接近於零(問題中沒有提到這個條件,按照對問題的理解應當如此。實際上厚度寬度無限接近於零應該理解為無限接近於一個鐵原子直徑)就需要長度無限大的水平面,實踐中不存在這樣的水平面,因此此題無解。如果以地球的海洋來想像,假設有一個無窮大的水質天體,由於萬有引力的存在,這個天體必然是球體,同樣不存在無限長的水平面,此題仍然無解。僅以理論假設的確存在無限長的水平面,我們先考察浮力。由於該鐵片厚度(以及寬度)無限接近於零,實際上,厚度寬度只可能無限接近於一個鐵原子直徑(否則問題不成立),故其體積和質量均無限接近於無數鐵原子體積之和質量之和,受到的浮力不足以抵抗重力,鐵片會沉入水底。

    接下來考察表面張力,表面張力起作用能使物體浮在水面的條件之一是物體的體積或者與水的接觸面足夠小(小到何等程度,不具備這方面知識,暫時無法回答),之二是物體質量較小。但厚度無限接近於鐵原子直徑的鐵片,如果寬度不是無限接近於鐵原子,估計在寬度有限例如僅為一兩毫米情況下,可以浮在水面,更寬則估計不大會。不過,由於表面張力起作用需要物體在水平的縱橫兩個方向都具有一定尺度,重新考察厚度寬度無限接近於鐵原子直徑的情況,由於在寬度方向已經遠遠小於水分子間距離,表面張力不會起作用,這張鐵片會沉下去。

    同時綜合考慮浮力和表面張力,預計厚度寬度無限接近於鐵原子的鐵片,會沉入水底。厚度無限接近於鐵原子寬度有限的鐵皮,會浮在水面。厚度無限接近於鐵原子直徑寬度從有限(例如一兩毫米起到)到無限大並且長度無限大的鐵片,會沉入水底。

  • 17 # 傾城已然傳說

    很通俗很通俗的告訴你:水為了抵抗鐵皮進入自己的身體,使勁拖住了鐵片,但一旦被捅開後就再也無法承受了,為什麼說女人是水,其實道理也就在這裡,大俠們說的其實都對,水的張力,這就是偉大的水的張力,但你要記住,這絕不是浮力!

    水的表面會有張力,好比一根橡皮筋可以拉動一塊鐵,不是說橡皮筋密度比鐵大,而是張力(彈力)拉動了鐵片

  • 18 # 朝酒晚舞一

    不可以。首先,一個物體能否飄在水面上,不取決於物體的形狀,而取決於物體的比重和它所受到的浮力,牛頓力學研究物體在水中只受到重力和浮力的作用。浮力大於重力當然就漂在水中,輪船就是這個道理。水的表面張力是在物體的質量足夠小時,才對物體起作用,很顯然,樓主的這個條件不滿足。另外,水還有粘滯力,這個也是在距離足夠小時,這種力也很大。兩塊玻璃之間酒幾滴水,玻璃很難分開,這就是粘滯力作用的結果。我學過水力學還有流體力學。本不想回答,怕以訛傳訛。

  • 19 # xin烏托邦

    一個物體能否浮在水面上,主要看這個物體密度是否小於水。一個無限接近於零厚度的鐵片,根據物理公式:密度=質量除以體積,根據數學公式:體積=表面積乘以高(即厚度),可以得出該鐵片密度無限接近無窮大,所以不能漂浮於水面。

  • 20 # 身後空無一人我怎敢倒下4

    首先在材料領域還沒有發現和石墨烯一樣的單層鐵原子結構,就從原子的性質分析也沒有可能形成相似的結構。所以假設有問題。就算能形成相似的結構,在水中化學鍵立馬被破壞。所有這種假定不知道是誰提出來的,有一百個理由確定假設是錯的,還有必要去利用正確的理論去分析嗎?除了天馬行空還能幹什麼?

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