物體在自由落體的水中會受到浮力嗎?
大家好!我是物理佬。我具有二十多年高中物理和多年初中物理的教學經歷。現在我來回答:答案:球不會受到浮力。第一種解釋:球和水同時作自由落體運動,同時處於完全失重狀態,所以,球不會受到水的浮力作用。
高中物理關於完全失重的定義:當物體豎直向下運動的加速度等於重力加速度時,物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)等於零,這種現象叫做完全失重。另外:我們在電視上看到我國航天員在太空完全失重狀態下的生活狀況,就更加能夠理解了!值得注意的是:當物體處於完全失重狀態時,並不是物體不受重力的作用!
第二種解釋:類型題:彈簧秤上掛著重為20牛的物體,如果彈簧秤和掛著的物體一起做自由落體運動,彈簧秤上的讀數是多少 ?用牛頓第二定律求解:對於物體受到豎直向下的重力mg和彈簧秤豎直向上的拉力F的作用,豎直向下作加速度a=g的勻加速運動,如圖,由牛頓第二定律得:mg-F=ma=mg所以F=0,根據牛頓第三定律:物體豎直向下拉彈簧秤的力也等於0,彈簧秤沒有受到拉力作用,讀數就等於0。
所以:球不會受到浮力作用。如果還有什麼問題就留言!這個問題是愛因斯坦的電梯模型的翻版。以物體為物系,以水體為參照系,物體受地球引力與水體浮力兩個作用力,二者相對靜止 有:F重-F浮=ma=0,有:a=0。顯然,物體在水體中依然受浮力。
▲飛行器滑翔時,機翼會失去對人的彈力么?
這就好比,飛機降落時,乘客有失重感,但乘客所受重力與艙板彈力依然平衡,相當於浮力的彈力不會消失。想清楚:人與艙板為何相對靜止?
先說答案,是沒有浮力的,再說原因,先來看浮力的公式,F浮=ρgV排,注意到g了嗎?g就是重力加速度,在自由落體的水中,水處於完全失重狀態,g=0,所以浮力是零,好了,公式不能服眾,是吧?再從定義上看,浮力的定義是浸在其中的物體上下表面的壓強差,那麼壓強是什麼呢?P=F/S,F是液體的重力,已經說過了,是自由落體,水處於失重狀態,水的重量當然是零,這樣,上表面壓強為零,下表面壓強也是零,其壓強差當然也是零,所以,浮力還是零。
所以結論是物體在自由落體的水 中是不會受到浮力作用的。
球是不會受到浮力的!!!首先,我們要清楚,水為什麼會產生浮力。物體收到浮力是因為物體整體垂直投影面的上部所受壓力和下部所受壓力差產生的。一個自由落體的水體,由於整個水體都在重力作用下做自由落體運動,因此水體的各個部分均不會對各個方向的其他部分產生力的作用,簡單說就是上部水體不會對下部水體產生壓力,因此不會有浮力產生。按照計算公式,球是和水體一起做自由落體運動的,即F重力—F浮力=m*G。自由落體也就是說,F重力=m*G,F浮力=0。還一種解決這個問題的思維方式,你可以假設在宇宙飛船中,水是球狀的,這個沒有異議吧?如果你把一個球放在這個球狀水體的中央它會受到浮力嗎?如果你覺著有,那浮力方向是朝哪邊呢?這個類比,只是比你所謂的自由落體基礎上都加了一個離心力,罷了,不影響你的答案。我想你應該很容易想明白了。
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