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对于小质量的水能浮起大质量的物体的解释

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首先,我在这里先讨论物体完全浸没在水中后所受的浮力,注意我这里只讨论浮力本身,不讨论到底能不能浮起来。
我们将浸没在水中的物体分割成横截面积无限小的元柱体,如图:

则这个元柱体所受的液面对它的压力为:

从这里可以看出,水的体积和质量跟它能产生的浮力无关。本质上是因为水在某一深度的压强跟它的体积质量无关,比如帕斯卡破桶实验:
http://baike.baidu.com/link?url=ubmCA-FCr7hyzowbgrZqztsYbN_cfaJSB3-SNMvIneFoeGb0Edy8lyNIlGs00XR_wggjOB-enekCHeyA7_njhK
关键在于要正确理解什么是“排开水的质量”


IP属地:四川1楼2014-05-09 11:18回复
    再来回过讨论问题:

    按照这上面的方法,可以很容易地推导出(注意大气压强在这个数量级的高度变化中可以认为是恒定的,于是上表面受的压强是大气压强,下表面受的压强是大所压强+液体压强),对于没有完全浸没的物体,它所受的浮力=体积相当于 其水线以下的体积 的水的重力,这就是所谓的“排开水的质量”,同样跟浮起它的水本身的体积或是质量无关。


    IP属地:四川本楼含有高级字体3楼2014-05-09 11:29
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      我在推导过程序中用的是黎曼积分的原始定义,也就是当分割的模趋于0时的积分和。式中的Si等价于黎曼积分定义中的区间长度,而Δh等价于函数值。我没有将它写成一般的定积分的形式,但本质上是一样的。


      IP属地:四川5楼2014-05-09 11:33
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