数百万人感到水的排斥力,但阿基米德问为什么。就像你一样,他的好奇心从年轻时就开始了,到浮力原理结束了。
那么,为什么木头能浮在水上呢?木头能浮在水上,因为木头的密度比水的密度小。向上作用在木头上的浮力大于从木头上移开的使木头漂浮在水面上的水的重量。
别担心,这篇文章一定会满足你的好奇心;让我们开始吧。
阿基米德原理
阿基米德原理,或浮力定律,是由阿基米德首先发现的。浮力定律指出,在静止状态下,任何完全或部分淹没在流体(气体或液体)中的人都受到向上或浮力的作用,其大小等于被身体排开的流体的重量。
位移流体的体积等于完全浸在流体中的物体的体积,或部分浸在液体中的物体表面以下体积的比例。因此,浮力就是被排开的流体的重量。
简单地说,你可以认为浮力相当于漂浮在液体中的物体重量的大小。唯一的区别是方向。浮力的方向与漂浮物重量的方向相反。
然而,由于这种大小相等,在分子发生其他变化之前,漂浮的物体既不会上升也不会下沉。
例如,让我们以船为例。船是木制的,通常很轻。所以,施加在它上面的浮力很小,但足以使它保持漂浮。所以当船在水面上时,它不会因为这个向上和相反的力而沉没。
什么是浮力?
许多不同的东西漂浮在水面上。不考虑身体的形状和坚固性。无论是圆头章鱼还是修长的海马。那么,是什么决定了物体下沉还是漂浮?答案是浮力。
当一个物体在水上时,有两种力起作用,第一种是浮力,第二种是重力。重力由于物体的重量而向下作用。浮力向上起相反的作用。
浮力是一种力,它等于物体排开的水量。如果物体排开的水量等于它的重量,那么作用在它上的重力就会被浮力抵消,物体就会浮在水面上。
在另一边,如果被物体脱位的水小于它的重量,那么作用的重力就会大于浮力,物体就会下沉。

决定物体在水中漂浮或下沉的因素
只有一件事,那就是物体相对于水的密度。物体的质量或体积决定了它的密度。然而,如果两个物体拥有相同的体积,那么质量大的物体将有更高的密度。
所以不要把密度和重量混淆。
为什么木头能浮在水上,而铁却不能?

这里,物体的密度与等量水的密度进行比较。为了进行准确或真实的比较,它们必须相等。例如,一艘船似乎比水重得多,密度也大得多,但它却能漂浮起来。
这是因为这艘船的表面积很大;它充满了空气,与等量的水相比,它的密度较小。但当我们观察铁钉时,它会沉入水中。
为什么?因为铁钉的密度比水的密度大。铁钉排开的水的重量小于铁钉本身的重量;因此,它会沉入水中。
重量与密度之差
很重要的一点是,当我们谈论浮力时,我们必须对物体的重量和密度没有任何混淆。物体的重量与其质量和重力有关。另一方面,密度与物体的质量和体积有关。
回想一下上面提到的船的例子。你可能会想,为什么船会浮起来,而铁钉子会沉下去,尽管铁钉子更轻,而船是按吨重的。漂浮或下沉取决于物体排开的水量。
一个物体,无论是船,船,或铁钉,排水量必须大于其重量,以避免沉没或淹没在水中。
被物体位移的水对物体施加向上的浮力。这就是为什么你可以享受所有的乘船旅行和海上航行。
鱼为什么不沉也不浮?
这种迷人的海洋生物被赋予了一种特殊的天赋,即不受浮力影响。这是有科学解释的。鱼的密度比它们在其中玩耍和游泳的海水稍微大一些。
中性浮力是指水对鱼施加的力和水对鱼施加的力几乎相等。足够让鱼不费力气就能游过去。
无论是像尼莫这样的小鱼,还是巨大的蓝鲸;同样的原则适用于所有的海洋生物。
为什么有些木头会沉在水里?

这又是由于密度;密度大于水的木头很快就会下沉。那么为什么这种情况会发生在一些木材上呢?有很多因素可以改变木头的重量。宇宙中没有什么是一成不变的;变化是永恒的。
所以,木头会因为水而受潮,被昆虫感染,还有其他附着在它上面的东西。这些因素会使它下沉。
相反,有更多洞或缺口的木材。简单来说,多孔性越强的木头越容易浮在水面上。
海水和淡水的密度

盐水或海水的密度大于等量淡水的密度。这是由于溶解在海水中的盐(氯化钠)使海水密度更大。
因此,海水施加的浮力更大。这就是为什么与盐水相比,船只在淡水中漂浮得更深一些。你是否也想知道在海水中游泳是否更容易?
答案是肯定的。
结论
现在你一定对为什么木头能浮在水上有一个清晰的概念了。阿基米德的兴趣是在浴缸里洗澡时产生的。他对浮力如此着迷。于是他提出了阿基米德原理,简单地说,就是一个物体浸入水中时,会排开一些水,并产生与物体排开的水相等的浮力。
下沉或漂浮取决于排水量;如果排开的水等于物体的重量,它就会漂浮起来。但是,如果排开的水小于物体的重量,它就会下沉。
此外,还有一个重要而有趣的事实,那就是水是唯一能给物体提供浮力的液体。根据这一原则,我们成功地制造了小艇、轮船和潜艇。浮力或多或少与重力相同;只是方向相反。
谁能想到一艘千吨重的船会在水面上如此平稳地漂浮?当然,一个小铁钉下沉,而一艘巨轮不会下沉,这还是让人感觉有点奇怪。但现在你知道为什么了!




