阿基米德定律(阿基米德原理)

阿基米德定律

阿基米德原理一般指本詞條

流體靜力學的一個重要原理,它指出,浸入靜止流體中的物體受到一個浮力,其大小等於該物體所排開的流體重量,方向垂直向上並通過所排開流體的形心。這結論是阿基米德首先提出的,故稱阿基米德原理。結論對部分浸入液體中的物體同樣是正確的。同一結論還可以推廣到氣體。

基本介紹

  • 中文名:阿基米德定律
  • 外文名:Archimedes principle
  • 別稱:阿基米德原理
  • 表達式:F=γV
  • 提出者:阿基米德
  • 套用學科:流體靜力學
  • 適用領域範圍:靜止液體、氣體等
  • 適用領域範圍:經典牛頓力學 
定義,歷史,適用範圍,套用實例,氣球,液體比重計,排水量,積雲對流,

定義

浸入靜止流體(氣體或液體)中的物體受到一個浮力,其大小等於該物體所排開的流體重量,方向垂直向上並通過所排開流體的形心。
圖1圖1

歷史

阿基米德發現的浮力原理,奠定了流體靜力學的基礎。傳說希倫王召見阿基米德,讓他鑑定純金王冠是否摻假。他冥思苦想多日,在跨進澡盆洗澡時,從看見水面上升得到啟示,作出了關於浮體問題的重大發現,並通過王冠排出的水量解決了國王的疑問。在著名的《論浮體》一書中,他按照各種固體形狀比重的變化來確定其浮於水中的位置,並且詳細闡述和總結了後來聞名於世的阿基米德原理:放在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等於物體所排開的液體重量。從此使人們對物體的沉浮有了科學認識

適用範圍

阿基米德原理適用於全部或部分浸入靜止流體的物體,要求物體下表面必須與流體接觸(圖1)。
如果物體的下表面並未全部同流體接觸,例如,被水浸沒的橋墩、插入海底的沉船、打入湖底的樁子等,在這類情況下,此時水的作用力並不等於原理中所規定的力。
如果水相對於物體有明顯的流動,此原理也不適用(見伯努利方程)。魚在水中遊動,由於周圍的水受到擾動,用阿基米德原理算出的力只是部分值。這些情形要考慮流體動力學效應水翼船受到遠大於浮力的舉力就是動力學效應,所循規律靜力學有所不同。

套用實例

氣球

阿基米德原理可用於解釋氣球的上升機理:充滿輕氣體氣球的自重小於它所排開的空氣的重量(浮力)。

液體比重計

對部分浸入液體的比重計,它所受到的浮力:F=W=γV
式中W為比重計的重量,V為浸入液體體積γ為液體的比重。若已知WV,可確定比重γ

排水量

Vmax=m
由ρ=1,得 Vmax=m/1
簡寫: V=m
即體積常數等於質量常數。合稱排水量。

積雲對流

阿基米德靜浮力可使積雲對流得以發展,在穩定層結大氣中可以產生重力內波。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們