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  • 1 # 蛋科夫斯基

    雖然這個問題並不是很吸引人,但是我還想來吐槽一番。

    在太空深處或者失重的環境下就沒有浮力。在普通大氣壓力下,失重的情況下,大家隨便飄著就好,不會擠來擠去。

    在地球上就不行,因為在地球引力的作用下大家都要往下擠,那麼誰厲害就要看誰能擠了。換句話說,在同等單位的情況下,誰的質量大,誰就更能擠下去。

    浮力的計算就是根據這個原理來的,上下壓力差,就是浮力的大小。物體的質量一定,那麼影響它壓力的因素就主要集中在面積體積上,所以密度小的物體就擠不過水,會上浮。

    既然是比誰能擠,那麼能流動的東西似乎更有優勢一些。鐵沙子肯定比鐵船容易沉底,水泥結構的船的船照樣可以漂浮在水面上。二戰前後甚至造過數萬噸級別的鋼筋混凝土船。

    歸根結底,並不是因為水可以載萬物,恰恰相反,水因為自己很輕,所以才飄了起來變成了海洋。比水厲害的東西都在海底老老實實的躺著。

    要比誰能載萬物,那還要是重一些的元素,比如黃金。把黃金做成沙子,充上氣讓它流動起來,上面應該能飄很多東西。

  • 2 # 南極冰火

    鐵做成船可以在水上漂,石頭做成船也可以,關健是石頭可以做成船。古人講“水可載舟也能覆舟”,只要把石頭做成舟即可。沉的,沉入底,輕的,輕飄飄。這是對相同體積的東西來說的,這就是浮力,不論實心的還是中空的,都一個樣。石頭也可以漂在水上的,只要把石頭挖空,石頭排水量大於石頭的重量就可以。

    水載萬物,同時萬物也可載水,即盛水。水無孔不入,有容即可盛水。

  • 3 # 力學Nerd王小胖

    阿基米德看到這題後吐血三升。簡單來說,物體能不能在水裡飄著,關鍵在於浮力和重力的較量!

    地球存在引力,它無時無刻不在吸引著地球上的所有物體,其中就包含著大氣和水。由於空間畢竟有限,大氣和水太多。因此就會有高低之分。以大氣為例,大氣層有厚度。高度越低,大氣密度也就越大。這是因為,低層的大氣會受到高層大氣的重力作用,當然,對於大氣這種重力較小。但是,如果是大海中的水,高層的水由於自重的作用,會壓迫底層的水。隨著高度的增加,這種壓迫力也越大,如下圖(其實,這就是靜水壓力)。

    靜水壓力的一個特性就是任意方向,因為水的流動的。因此,一個在水中的物體,其上下表面由於高度差,存在壓強差,這個壓強差就是浮力。

    2、浮力跟物體的密度沒有太大的關係

    本題中的石頭、鐵等等材料,其密度都遠大於水,按道理會沉下去的,實際情況也正是如此。一個鐵疙瘩扔水裡,自然下沉。但是,同樣也存在另一種現實:鐵船也能航行。所以,物體的密度跟漂浮沒有太大的關係(不是毫無關係)。

    船這種物體,雖然密度比水大,但是是“空心”的。漂浮在海面上的物體,之所以能夠漂浮,就是浮力大於重力。對於船舶來講,通常自重是設計好的。也就是說對於給定的自重,我們只要想辦法讓浮力大過重力就可以了。根據靜水壓強公式,顯然提高船舶的吃水深度能夠提高壓強。但是這樣的話船隻就變得非常的高,顯然不太實際。

    靜水壓強的單位是pa,也就是單位面積的受力。一個很顯然的辦法就出現了:增大船與水的接觸面積。這樣雖然沒有提高靜水壓強,但是接觸面積增加,大大增加了浮力。所以,同樣質量的鐵,把船造的大一些,船壁薄一些,浮力就會大很多。

    3、水並不能載萬物

    雖然,任何固體,我們都可以把它做成船型,從而增大與水的接觸面積,提高浮力,從而讓物體漂浮於水面。但是,這僅僅針對不溶於水的物體,不與水發生反應的物體。

    像易溶於水的,或者遇水激烈化學反應的,比如糖、鹽、金屬鈉等等,都無法被水承載。

  • 4 # 黑洞探秘者

    石頭也可以做成船漂在海里,水能載萬物又不能載萬物,看怎麼載。

    物體是否能在水上漂浮,取決於這個物體的重力和水的浮力大小關係,我們可以對物體進行受力分析,來研究這個問題,也可以從密度的角度進行一波分析。

    普通鐵塊、正常鐵錘子也是無法浮在水面的,而如果是鐵皮、鐵箱子,則有可能漂浮在水面上。

    重力與浮力的較量

    重力:地球附近的物體受到各萬有引力(地球、月球、太陽燈)與各慣性力的合力稱為重力,這是最新的重力定義,以前的定義是地球附近受地球引力垂直地表向下的力。地球附近所有物體都受到地球引力,有一定的重量,空氣也受重力影響。

    在外太空,沒有重力影響,物體可以隨意漂浮,而在地球上,受到引力影響,大家紛紛受到重力,被吸在地球表面,並且越重的越容易“下沉”。

    重力相對地表是垂直向下的,堆疊在一起的物體,位於下方的對上方的物體也是有個支撐力的,固體壘在一起,大家都能理解,下面的物體對上面的物體有個向上的支撐力。

    浮力:在流體中,它們自身流動性強,很容易被混入其他物體,流體對其內或者上方浸入的物體也是有個向上的“支撐”力的,我們把流體內物體受到流體向上的託力稱為浮力。

    比如氫氣球,空氣對它的浮力大於它自身的重力,所以氫氣球如果不被重物綁著會一直向上飄。

    液體中,一個物體是浮在液體表面,還是能保持在液體中間,還是沉底,就是取決於物體受到的浮力和重力誰更大,合力指向的方向,是物體最後的歸宿,如果重力=浮力,那麼物體就可以處在“液體中央”。

    圖:伽利略溫度計,利用溫度與液體密度之間關係製作的溫度計浮力大小與密度

    F浮力=ρ(液體密度)V(排開液體體積)g( 物體重力/質量,一般按10N/kg進行計算)

    G重力=m(物體質量)g(同上,比例係數,物體重力/質量,一般按10N/kg進行計算)

    綜上分析,一個東西是否能浮在表面,其實就是比較它所受的浮力和重力,誰大誰主沉浮!

    根據計算公式,就是比較ρVg 與 mg 大小,比例係數g可約掉,其實就是比較液體密度*排開水的體積與物體的質量。

    而物體的質量密度和體積之間計算關係為ρ=m/V,m=ρV

    直接拿題目中的石頭來進行分析,假設一塊石頭的質量是M1 ,如果想要讓石頭能浮在水面上,我們要讓它受到的浮力要比重量大,水的密度是固定的

    石頭重力G=ρ(石頭)V(石頭),

    石頭所受浮力F=ρ(水)V(石頭排開水的體積),

    ρ石頭>>ρ水(石頭密度遠大於水的密度) 水和石頭的密度較難人為改變,一杯水我們可以加鹽讓水密度變大,但是很難改變海水湖水密度。

    如果直接把普通石塊放入水中,那石塊能排開的水的體積肯定是等於石塊的體積的,石頭肯定是會下沉的,要想讓誰浮起,唯一能進行改變的就是排開水的體積了,要讓石頭放入水中後儘量佔更大的空間。

    鐵船能浮於水面,是因為鐵被做成了中空狀,下水後能排開更多的水,那麼石頭也可以這麼做,只要讓石頭造出中空狀,密封好,就可以。

    我們說石頭的密度和水的密度沒法改變,但如果我們不直接說單一物質,按整體來說,其實只要進入水中部分整體的密度是大於水的密度的,那麼這個物體就可以浮在水面。

    通俗例子

    魚肉的密度是大於水密度的,但是魚體內有魚泡,它可以透過魚泡內空氣多少改變自身整體的密度,從而在水中游刃有餘起起伏伏。

    船是否能漂浮在水面,取決於,整艘船的重量和船的體積比例,相當於我們把一艘船看做一個整體(中間空的部分也算入),這個船整體的密度要小於水的密度,它才能漂浮在水面。

    上面的分析中,說到水的密度,海水和淡水湖河的密度是有差別的,海水的密度>淡水密度,所以船在海水裡航行和在河裡航行,吃水是不一樣多的,造船和運輸貨物的時候通常都會要考慮到這一點。

    水能載舟亦能覆舟

    古人這句話真的說得太有道理了,如果說能放到船上,就算水能載,那麼這個物只要是船能載重的範圍內,水都可以載,但是船載重過多,船整體重量超過它受到的浮力的時候,就載不了了。這種情況下呢,只要船夠大,可以說水能載萬物,靠造船本領了。

    如果說是拿萬物直接放水面上,顯然很多東西是沒法制作船的,因為有些東西會溶於水呀,比如鹽、糖,還有些東西會和水反應呀,比如鈉,作為一個非常活潑的金屬,它和水會發生劇烈反應,這些東西都不能被水載。要想被水載,首先不能和水發生反應也不能溶於水,才可能再考慮浮在水面。

    補充:水的表面張力

    關於浮於水面還有水載物,這裡還想補充一個情況,曲別針、蚊子、輕薄硬幣類等東西,也是可以放到水面上的,但是,這個時候跟浮力沒有關係的,這個時候是水的表面張力的作用,因為這些東西的質量極小,水分子之間的一種力它們沒有被破壞的情況下,這種力就足以支撐小質量物體浮在表面。

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