關(guān)于物理浮力的知識(shí)
關(guān)于物理浮力的知識(shí)
浮力是浸在液體(或氣體)里的物體受到液體(或氣體)向上托的力。那么浮力的知識(shí)點(diǎn)你掌握了多少呢?接下來(lái)學(xué)習(xí)啦小編為你整理了關(guān)于物理浮力的知識(shí),一起來(lái)看看吧。
關(guān)于物理浮力的知識(shí):浮力原理的發(fā)現(xiàn)
阿基米德原理告訴我們浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于它排開的液體所受的重力。這個(gè)原理的發(fā)現(xiàn)卻源于一個(gè)看似偶然的事情。
相傳公元前245年,敘拉古的國(guó)王艾希羅交給金匠一塊純金,命令他制出一頂非常精巧、華麗的王冠。當(dāng)王冠制成後,國(guó)王拿在手里掂了掂,覺得有點(diǎn)輕。他叫來(lái)金匠問(wèn)是否摻了假。金匠以腦袋擔(dān)保,并當(dāng)面用秤來(lái)稱,與原來(lái)金塊的重量一兩不差??墒?,摻上別的東西也是可以湊足重量的。國(guó)王既不能肯定有假,又不相信金匠的誓言,于是把阿基米德找來(lái),要他解此難題。
一連幾天,阿基米德閉門謝客,反覆琢磨,因?yàn)閷?shí)心的金塊與鏤空的王冠外形不同,不砸碎王冠鑄成金塊,便無(wú)法求算其體積,也就無(wú)法驗(yàn)證是否摻了假。他絞盡腦汁也百思不得其解。
有一天,他去洗澡,剛躺進(jìn)盛滿溫水的浴盆時(shí),水便漫了出來(lái),而他則感到自己的身體在微微上浮。于是他忽然想到,相同重量的物體,由于體積的不同,排出的水量也不同……他不再洗澡,從浴盆中跳出來(lái),一絲不掛地從大街上跑回家。他先把王冠放到盛滿水的盆中,測(cè)量出溢出的水。又把同樣重量的純金放到盛滿水的盆中,再次測(cè)量出溢出的水。結(jié)果他發(fā)現(xiàn)第二次溢出的水比第一次溢出的水要少。于是,他得出金匠在王冠中摻了銀子。也由此,他發(fā)現(xiàn)了著名的浮力原理,并在名著《論浮體》記載了這個(gè)原理,人們今天稱之為阿基米德原理。
阿基米德原理告訴我們浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于它排開的液體所受的重力。這個(gè)原理的發(fā)現(xiàn)卻源于一個(gè)看似偶然的事情。
相傳公元前245年,敘拉古的國(guó)王艾希羅交給金匠一塊純金,命令他制出一頂非常精巧、華麗的王冠。當(dāng)王冠制成後,國(guó)王拿在手里掂了掂,覺得有點(diǎn)輕。他叫來(lái)金匠問(wèn)是否摻了假。金匠以腦袋擔(dān)保,并當(dāng)面用秤來(lái)稱,與原來(lái)金塊的重量一兩不差。可是,摻上別的東西也是可以湊足重量的。國(guó)王既不能肯定有假,又不相信金匠的誓言,于是把阿基米德找來(lái),要他解此難題。
一連幾天,阿基米德閉門謝客,反覆琢磨,因?yàn)閷?shí)心的金塊與鏤空的王冠外形不同,不砸碎王冠鑄成金塊,便無(wú)法求算其體積,也就無(wú)法驗(yàn)證是否摻了假。他絞盡腦汁也百思不得其解。
有一天,他去洗澡,剛躺進(jìn)盛滿溫水的浴盆時(shí),水便漫了出來(lái),而他則感到自己的身體在微微上浮。于是他忽然想到,相同重量的物體,由于體積的不同,排出的水量也不同……他不再洗澡,從浴盆中跳出來(lái),一絲不掛地從大街上跑回家。他先把王冠放到盛滿水的盆中,測(cè)量出溢出的水。又把同樣重量的純金放到盛滿水的盆中,再次測(cè)量出溢出的水。結(jié)果他發(fā)現(xiàn)第二次溢出的水比第一次溢出的水要少。于是,他得出金匠在王冠中摻了銀子。也由此,他發(fā)現(xiàn)了著名的浮力原理,并在名著《論浮體》記載了這個(gè)原理,人們今天稱之為阿基米德原理。
關(guān)于物理浮力的知識(shí):判定物體質(zhì)量分布是否均勻
早在先秦時(shí)期,古人就對(duì)物體的浮沉特性有所認(rèn)識(shí),并在生產(chǎn)實(shí)踐中有十分巧妙的應(yīng)用。例如在《考工記·矢人》篇中,“矢人”在確定箭桿各部分的比例時(shí),采用的方法是: “水之,以辨其陰陽(yáng);夾其陰陽(yáng),以設(shè)其比;夾其比,以設(shè)其羽。”
就是說(shuō),把削好的箭桿投入水中,根據(jù)箭桿各部分在水中浮沉情況,判定出其相應(yīng)的密度分布,根據(jù)這一分布來(lái)決定箭的各部分的比例,然后再按這個(gè)比例來(lái)裝設(shè)箭尾的羽毛。這種根據(jù)箭桿各部分浮沉程度判定其相應(yīng)質(zhì)量分布的方法是合乎科學(xué)的,也是十分巧妙的。
《考工記·輪人》篇在規(guī)定車輪的制作規(guī)范時(shí),也應(yīng)用了水的浮力。為確保車輪“揉輻必齊,平沈必均”,“輪人”采用的辦法是:“水之,以眡其平沈之均也。”意思是說(shuō),要測(cè)量木制輪子各處質(zhì)量是否均勻,只要把它放在水中,測(cè)量其各處浮沉程度是否一致即可。如果浮沉程度一致(“平沈”),輪子各處質(zhì)量分布必然是均勻的(“必均”)。
關(guān)于物理浮力的知識(shí):應(yīng)用浮力起重
大約在殷商時(shí)期,我們的祖先就開始認(rèn)識(shí)和應(yīng)用浮力了,是世界上應(yīng)用浮力最早的國(guó)家之一。當(dāng)時(shí)是利用較大的獨(dú)木,從中間挖成槽形,放在江河的水中漂流,稱為獨(dú)木舟。周朝以后浮力得到進(jìn)一步應(yīng)用,不僅木船已普遍使用,還學(xué)會(huì)了將很多船連在一起,上鋪木板架成浮橋,浮橋是我國(guó)古代歷史上應(yīng)用浮力的偉大奇跡。
以舟起重也是中國(guó)人的發(fā)明,相傳在11 世紀(jì)初,在蒲州附近潼關(guān)以北在黃河上架起一座很大的浮橋,浮橋的纜繩用8只鐵牛系住,這些鐵牛立于兩岸,每只鐵牛重?cái)?shù)萬(wàn)斤。后來(lái)由于洪水泛濫,浮橋被沖垮,鐵牛也沉入河中。如何把鐵牛打撈起來(lái),在當(dāng)時(shí)的條件下,是比較困難的。和尚懷丙派人潛入水中,用鐵索把鐵牛和兩只裝滿泥土的大船系在一起,然后再船中的泥土除去,利用大船所受的浮力,把鐵牛拉上來(lái)。懷丙是中世紀(jì)偉大的工程力學(xué)家。他創(chuàng)造的浮力起重法,曾在十六世紀(jì)由意大利數(shù)學(xué)家卡丹用于打撈沉船。
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