當浮力使物體漂浮時,流體的向下力是如何導致物體向上運動的呢?

時間 2021-05-05 14:18:52

1樓:小柔

你好,朋友。讓我們來仔細分析一下,為什麼流體向下的力,會導致物體向上運動。

我們都知道,比重比流體小的物體才可以在流體裡上浮。

今天,讓我們來換一種方式,通過重力勢能來分析一下這種運動。

首先,受重力影響,在地球表面的任何物體,都會有向下的力。流體也不例外。

因為地球的引力是一直存在的,所以,流體向下的力,也是一直持續的。

流體可以在一定條件下,被限制住流動(比如,在容器裡,比如,被水壩攔住),不能流動。但此時,流體依然有向下的力,因為重力長在。

被限制流動,呈靜止狀態的流體,擁有重力勢能。只要有條件(比如容器破損,比如,水閘開啟),流體便會繼續運動,可能是下落,可能是流動。但整體來說,是向下的趨勢,因為流體有重力勢能。

對於相同體積的物體來說,密度越大的,質量也越大。如果還處於同一高度或深度。那麼,密度大的物體,肯定擁有的重力勢能多。因為其自身的質量更大。

我們再來看看,可以在流體裡漂浮的物體。

我們都知道,只有物體的比重比流體小,物體才能在這種流體裡向上漂浮。否則,只能下沉。也就是說,只有物體密度比所浸流體小,才能漂浮。

當乙個可以漂浮的物體,完全浸入這種流體時,會因為自身的體積而排開相等體積的流體(如果是浸入液體,預設這個物體是不溶的)。

當然了,這時可能需要外力才可以讓這個物體完全浸入,或者是以一定的速度衝入流體,達到了完全浸入。

這時候,物體,和浸物體的流體,都有重力勢能。

而在同一深度,物體本身的重力勢能,小於與其同體積的所浸流體的重力勢能。因為,物體的密度小於這種流體。

那麼,物體所浸,所排開的空間位置,所擁有的重力勢能,會比原來變小。無論物體移動到哪個位置,都是如此,只要其仍然完全浸入。

而如果把所浸流體看作乙個整體。其重力勢能,總體上卻增加了。

為什麼?

因為,物體浸入,排開流體。會使液面上公升。密度不變,這樣上層的流體就有了比之前更大的高度,更多的重力勢能。

流體有流動性,上層流體會有向下的趨勢,向下的力。同時,也會受到比自己位置低的部分的流體的反作用力。

因為流體有流動性,所以,上層流體的壓力,可能會向任何方向傳導。當然,也同樣會遇到反作用力。無論哪個方向。

這時,所浸的物體當然也會受到流體傳導過來的壓力。但是,此時,此物體各個位置所受的壓力,是有差別的。

深度越深,受力越大。

物體前後左右壓力,因為都有深度相同的對應點,可以相互抵消。

而物體上下兩面,因為深度不同,受力也不同。

因為深度越深的位置,受力越大。因為流體的力,可以傳導向任何方向。所以物體下面也會受力,向上的壓力。

並且,所受的壓力,大於物體上面所受的向下壓力。

所以,物體的受力是整體向上的。

上層流體因為重力勢能,會持續向下產生壓力,而流體可以將力,向各種方向傳導。所以,物體會受到上層流體傳導過來的力。包括對物體向上的壓力。

對於流體來說,同樣深度的壓強相等。因為密度相同。同體積的流體重力勢能相等。

而物體的密度小於流體,自身重力勢能小於與自身同體積的這種流體。

所以,此物體所在區域的向下的力,小於與其相同深度的,其他區域的,同樣體積的流體,向下的力。(就是這裡向下的力比同樣深度的其他位置小)

被排高的流體會持續向下壓。

與物體深度相同的其他的位置,處於力的平衡狀態。而物體的重力勢能,小於同體積的這種流體。因為物體密度小於這種流體。

所以,所在位置的向下的力,會小於同深度的其他位置。而同一深度,向上的壓力,是一樣的。此時,這個位置,相當於乙個「薄弱點」,乙個「突破口」。

所以,物體會被壓力向上推。

因為,上層流體的重力勢能,會產生持續向下的力,所以,物體會被持續向上推,直到浮出流體液面。

浮出液面的同時,液面也會開始下降。同時,上層流體的重力勢能,也會開始減小。直到所被排開,公升起的那部分流體的重力勢能和此物體的重力勢能達到相等。

這時,物體停止上浮,漂在液面。

這就是流體向下的力使物體向上運動的原因。

2樓:進擊的老王

物體浸沒在流體中,凡是接觸到流體的地方都受流體壓力,不只有向下的壓力。由於流體的壓力是重力積累來的,深處壓強大,淺處壓強小,那麼物體底部受到的壓力總體就比上部受到的壓力大一塊。這個壓力差就是浮力。

知道浮力怎麼求物體密度?

echo 如果僅僅知道浮力是求不出密度的。因為浮力等於液體密度和浸入液體的體積乘積再乘以小g,沒有其他條件根本求不出。1,如果物塊漂浮或懸浮,那麼只要知道物體體積即可 2,如果沉底,那麼物體體積或者液體密度兩者至少要知道乙個,物體質量此時也必須要知道。 zhangqingbu 同乙個物體,在同一種的...

相對情況下,什麼形狀的物體浮力更大?

高原獵鷹 既然是講形狀那就只有上表面呈凹陷狀更大的物體浮力更大了。這個問題應該是問得很巧妙,一般都沒有注意 形狀 所包括的範圍有多大。 如果限定是均勻引力場下的等密度牛頓流體中物體所受浮力,那麼根據F gV排 1 浸沒體積大的浮力大 2 體積相同時,能兜住更多空氣的形狀浮力上限更高,比如乙個無蓋的容...

乙個物體沉底會不會受到浮力?

求生欲很強了 浮力實際上是壓強在豎直方向積分的結果,所以只要有可以積分的面積,就有浮力。而且物體並不是都是立方體啊喂,乙個球沉底就有浮力。 劉咫逸 如果水底是光滑的固體,這塊沉底的物體底部是吸盤還吸住了水底,那麼它就不受浮力。不僅不受,還會受到巨大的往下壓的壓力。比如你穿塑料拖鞋走進田裡,當拖鞋陷入...