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浮力( buoyancy ),是指物體在流體(液體和氣體)中受到的力,方向與其所受重力相反。浮力來自各表面受流體(液體和氣體)壓力的差(合力)。浮力的單位是牛頓(N)。

發現

相傳敘拉古赫農王讓工匠替他做了一頂純金的王冠。但是在做好後,國王疑心工匠做的金冠並非純金製作,但這頂金冠確與當初交給金匠的純金一樣重。 經一大臣建議,國王請來阿基米德檢驗。最初,阿基米德也是冥思苦想而卻無計可施。一天,他在家洗澡,當他坐進澡盆里時,看到水往外溢,同時感到身體被輕輕托起。他突然悟到可以用測定固體在水中排水量的辦法,來確定金冠的比重。 他興奮地跳出澡盆,連衣服都顧不得穿上就跑了出去,大聲喊着「Eureka!Eureka!」

他經過了進一步的實驗以後,便來到了王宮,他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個盆里,比較兩盆溢出來的水,發現放王冠的盆里溢出來的水比另一盆多。這就說明王冠的體積比相同重量的純金的體積大,密度不相同,證明了王冠里摻進了白銀。

這次試驗的意義遠遠大過查出金匠欺騙國王,阿基米德從中發現了浮力定律(阿基米德原理):物體在液體中所獲得的浮力,等於物體所排出液體的重量[1]

應用

潛艇

所有在水面上的船隻,包括在上浮之後的潛艇,它們所受的正浮力一定大於重力。所以如果要潛下去,潛艇必須得到更多的負浮力,也就是說潛艇或者將自身的重力大於其所受浮力,或者降低其排水量。而相對於排水量(排水的體積)的控制,對於重力的控制則完全可以通過裝備一種叫做「沉浮箱」的水箱來控制。即通過控制沉浮箱中的注水情況來改變潛艇的重力。

密度計

密度計是一種測量液體密度的儀器。它是根據物體浮在液體中所受的浮力等於重力的原理製造與工作的。使用時將密度計豎直地放入待測的液體中,待密度計平穩後,從它的刻度處讀出待測液體的密度。通常在實驗室里測量密度大於水的液體所用的密度計叫做比重計。測量密度小於水的液體,所用的密度計叫做比輕計[2]

視頻

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參考文獻