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一升水能浮起一公斤的木頭嗎?

浮力公式 f浮=g排 感覺不符合浮力公式,要排光所有的水才能提供浮力,但是都沒水了哪來的浮力可言?


謝邀。

在 f浮=g排中,所謂的「排開的水受到的重力」,這裡所指的「排開的水」表述不是很清晰,我用形象的話解釋一下:

首先把物體浸沒在水裡,然後讓物體憑空消失,這時水裡會出現一個「空洞」,然後從其他地方拿水來補滿這個空洞。所謂的「排開的水」,就是用來填滿空洞的水。可見這部分水和原有的水量是沒有關係的。如果容器和浮體的形狀合適,在1KG的水裡,也可能排開10KG的水,產生10KG的浮力。


所謂排開的水,是指水平面以下不是水的部分。我可以讓物體和容器十分相似,使得二者之間僅有總體積任意小的的縫隙。將水填充在這縫隙內,水平面以下的不是水的部分可以任意大,水可以任意少。


拙見:

這是一個推導得到的公式,也就是這本身使用具有局限性。(在某些簡單模型系統中才是合理的)

浮力,本身是來自於在水中,上下兩面的壓力差。

理解定義之後就很容易理解,G排和浮力的關係了。

換句話說,只要容器足夠特殊,完全可以浮起比水本身更重的東西。

高三生,有錯誤請指導謝謝


容器形狀對的話,只要木頭密度比水小,不吸水等考慮理想情況你想浮起多重的木頭都可以啊。


假設:

木頭是一個均質、實心的凸面體,且是直柱體。

裝水的容器(水體部分)也是直柱體。

題主你這個問題忽略了一個重要的參數:

就是木頭的密度(專門查了下,水的密度是1000kg/m3,一升是0.001m3)。

而在質量一定的情況下,密度影響了木頭的體積大小。

所以:

1

如果木頭密度比水大,那就浮不起來;除非形狀合適(比如空心)。

2

如果木頭密度和水一樣大,在木頭形狀和裝水的容器相容的情況下,容器體積&>2L的情況下,是可以『浮』起來的。

這時:V(水)+V(木頭)=2L

3

如果木頭的密度比水小:

似乎在容器形狀與木頭形狀相容的情況下,只要容器體積&>2L就可以讓木頭浮起來呢?

只需滿足:

V(水)+V(木頭浸沒部分)=2L

看起來是不是很完美???

考慮特殊情況:

容器是底面為0.1mx0.1m的六面體,高度為1m,木頭密度為水的一半也就是0.5kg/L,則體積為2L,設其為0.8m*0.05m*0.05m。

則木頭水面以下部分體積為1L,水面以上高度為0.4m,水面下高度為0.4m

此時水面高度達到0.002m3l/(0.1m*0.1m)=0.2m&<0.4m

WTF???

WTF???

WTF???

事實上,遊戲的設定是:m(木排水)=m(木)=m(水)

ρ(水)*V(木排水)=ρ(木)*V(木)=ρ(水)*V(水)

所以

V(木排水)=V(水)

(此結論在木頭密度小於水密度時,與密度無關)

(至此,總算看懂了這個題,審題完畢,哦也!)

在此種情況下,木頭能否浮起來似乎只與木頭的形狀和容器的形狀有關,也就是要求:

S(容)&<=2S(木)

S(容器):容器與木頭相容部分有效水平截面積。

S(木):木頭水下部分有效底表面積。

S(容)&>2S(木)的時候,就出現了上述案例中的觸底現象。


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