如何理解浮力的公式,浮力的五个基本公式

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-23 21:16:08

而人之所以能够在水中上下浮动,是由于人体的密度和水差不多,约在1.02g/cm^3,这样只要稍微手脚划动,就能够上浮和下沉。理论上,人在水中只要保持平静不动,就可以将口鼻浮在水面保持呼吸,但未经良好训练很难做到这一点。

浮力为啥可以检验物质纯度

传说阿基米德的浮力定理就是在一次被逼的实验中找到的。阿基米德是古希腊最伟大的哲学家、数学家、物理学家,甚至被誉为百科式的科学家,也就是几乎什么都懂,什么都难不倒他。

一次,国王要求工匠给自己打造了一顶纯金王冠,做好后国王怀疑工匠私吞了黄金,这样王冠就并非纯金。但称一下重量又与工匠领走的黄金相同,因此如何断定工匠是掺了假,难倒了所有大臣和国王。

如何理解浮力的公式,浮力的五个基本公式(9)

于是国王招来被人誉为万能的阿基米德,要求他解决这个问题,否则就要受到处罚。阿基米德一时也没有办法,朝思暮想,有一天他洗澡时进入澡盆,看到盆里的水溢了出来,由此欣喜若狂,衣服都没穿就大叫着“找到了!找到了!”跑了出去。

他在实验室做了试验后来到皇宫,在国王面前摆上了两盆装满的水,然后他将王冠和一块同样重量的纯金分别放入两个盆中,盆里的水溢了出来,他把两盆溢出的水都小心收集起来,进行称重,发现放王冠的水盆要比放纯金的水盆溢出的水更多,由此断定王冠里面掺了假。

如何理解浮力的公式,浮力的五个基本公式(10)

为什么会这样呢?这是因为黄金的密度为19.32,其他更便宜的银、铜、铅都比黄金密度小,因此同样重量做出来的东西体积就更大,当然溢出的水就更多了。而比黄金密度更大的铂、铱等金属则更稀有,比黄金更贵,当然工匠不会傻到倒贴,因此要造假,只能用密度更小的金属了。

国王处罚了工匠,减少了国库损失。但这些与阿基米德的实验意义根本无法类比,因为正是阿基米德从中发现了浮力定律,物体在液体中所获得的浮力,等于其排出液体的重量。这个定律对人类文明的引领作用是一顶王冠无法比拟的。

阿基米德的大脑就是与常人不一样,这位生存在2200多年前的大师,洗个澡都能洗出万古不朽的定律,而常人洗一生的澡,除了洗出一堆肥皂泡和污垢,什么也洗不出。

如何理解浮力的公式,浮力的五个基本公式(11)

由于物质都有既定的密度,所谓密度就是质量和体积之比,因此我们利用浮力原理,就能够计量出物质的纯度。前提是量具和观测刻度够精密。将物体放入装有水的量杯中,就可以通过排水量得到某种物质的密度或纯度。通过密度表得知这种物质是什么物质,以及纯度如何。

如1克黄金的排水量只有0.0518毫升;1克白银的排水量有0.0952毫升;1克铜的排水量有0.1124毫升,1克铅的排水量有0.0885毫升等等。

通过排水量是否符合这些物质的密度,就可以得到这些物质纯度有多大。不过,现在测量这些物质纯度的方法有很多,测量物体体积的方法也有很多,这种古老笨拙的方法极少使用了。

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