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  • 1 # 餘味872

    先來說說什麼是浮力?

    浮力指物體在流體(包括液體和氣體)中,各表面受流體(液體和氣體)壓力的差(合力)。浮力的方向:與重力方向相反,豎直向上。所以問題中說的空氣中有沒有浮力,回答自然是有的。

    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。

    公元前245年,赫農王命令阿基米德(Archimedes)鑑定一個CROWN。赫農王給金匠一塊金子讓他做一頂純金的CROWN。做好的CROWN儘管與先前的金子一樣重,但國王還是懷疑金匠摻假了。

    他命令阿基米德鑑定CROWN是不是純金的,但是不允許破壞CROWN。這似乎是件不可能的事情。在公共浴室內,阿基米德注意到他的胳膊浮到了水面上。這時他腦中閃現出一絲模糊的想法。他把胳膊完全放進水中全身放鬆,這時胳膊又浮到水面上。他站了起來,浴盆四周的水位下降;再坐下去時,浴盆中的水位又上升了。他躺在浴盆中,水位則變得更高了,而他也感覺到自己變輕了。他站起來後,水位下降,他則感覺到自己重了。一定是水對身體產生向上的浮力才使得他感到自己輕了。

    他把差不多一樣大的石塊和木塊同時放入浴盆,浸入水中。石塊下沉到水裡,但是他能感覺到石塊變輕了。而且,他必須要向下按著木塊才能把它完全浸沒水中。這表明在下沉的情況下,浮力與物體的排水量(物體體積)有關,而不與物體重量有關。相同質量下,物體在水中感覺有多重一定與它的密度(物體單位體積的質量)有關。

    阿基米德因此找到了解決國王問題的方法,問題關鍵在於密度。如果CROWN裡面含有其他金屬,它的密度會不相同,在重量相等的情況下,這個CROWN的體積是不同的。把CROWN和等重的金子放進水裡,結果發現CROWN排出的水量比金子的大,這表明CROWN是摻假的。最重要的是,阿基米德發現了浮力原理,即水對物體的浮力等於物體所排出水的重量。
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