浮力ふりょく

浮力ふりょく現象げんしょう的てき圖解ずかい

浮力ふりょく（英語えいご：Buoyancy）指ゆび物体ぶったい浸入しんにゅう液体えきたい后きさき，与あずか所ところ受重力じゅうりょく相反あいはん的てき竖直向上こうじょう的てき力りょく。在ざい柱はしら形がた流体りゅうたい中ちゅう，压强随ずい着ぎ深度しんど增加ぞうか而增大ぞうだい，因いん此柱形がた流体りゅうたい底部ていぶ的てき压强大だい于上部じょうぶ的てき压强。类似地ち，在ざい流体りゅうたい中ちゅう，物体ぶったい底部ていぶ受到的てき压强大だい于其顶部受到的てき压强，这种压强差さ在ざい物体ぶったい上じょう产生了りょう一いち种向上こうじょう的てき合力ごうりょく，即そく浮力ふりょく。根ね据すえ阿おもね基もと米まい德とく浮体ふたい原理げんり，浮力ふりょく与あずか排はい开液体えきたい的てき重力じゅうりょく(或ある重量じゅうりょう)是ぜ相等そうとう的てき。浮力ふりょく的てき单位是ぜ牛うし顿（N）。

常用じょうよう公式こうしき

在ざい静止せいし流体りゅうたい中ちゅう，浮力ふりょく有ゆう以下いか四よん种常见求法ほう。

• 定てい义法：$F$_浮$=F$_{下表かひょう}$-F$_{上表じょうひょう}

由よし于浮力りょく是ぜ各かく表面ひょうめん受流体りゅうたい压力的てき合力ごうりょく，左右さゆう两侧的てき压力由よし于深度しんど相しょう同どう而抵消きえ，剩余じょうよ上下じょうげ两侧的てき压力差さ即そく为浮力りょく。

• 称たたえ重じゅう法ほう：$F$_浮$=G-F$

$G$为物体ぶったい重力じゅうりょく，$F$为物体たい完全かんぜん浸ひた没ぼっ时弹簧测力りょく计的示しめせ数すう。

• 阿おもね基もと米まい德とく原理げんり：$F$_浮$=G$_排はい$=\rho$_液えき$\cdot g\cdot V$_排はい

• 平衡へいこう法ほう（二に力りょく平衡へいこう）：$F$_浮$=G$_物もの

物体ぶったい在ざい流体りゅうたい中ちゅう漂浮或ある悬浮时，适用该方法ほう。

物体ぶったい的てき浮沉条件じょうけん

圖ず片へん與あずか表おもて格かく符號ふごう说明：
$F$_浮：物体ぶったい受到來とうらい自流じりゅう体たい的てき浮力ふりょく。即そく圖ず中ちゅう$F$_A。
$G$_物もの：物体ぶったい的てき重力じゅうりょく(或ある重量じゅうりょう)。即そく圖ず中ちゅう$F$_p。
$\rho$_物もの：物体ぶったい的てき密度みつど。
$\rho$_流ながれ：流体りゅうたい的てき密度みつど。

物体ぶったい状じょう态	$F$浮与あずか$G$物もの的てき关系	$\rho$物もの与あずか$\rho$流ながれ的てき关系
漂浮	$F$浮$=G$物もの	$\rho$物もの$<\rho$流ながれ
悬浮	$F$浮$=G$物もの	$\rho$物もの$=\rho$流ながれ
沉底	$F$浮$=G$物もの	$\rho$物もの$>\rho$流ながれ
上うえ浮	$F$浮$>G$物もの	$\rho$物もの$<\rho$流ながれ
下しも沉	$F$浮$<G$物もの	$\rho$物もの$>\rho$流ながれ

註：
漂浮：物體ぶったい浮在液えき面めん上じょう，並なみ且用手しゅ往下壓あつ，放ひ開ひらき之これ後ご物體ぶったい仍會往上浮出液えき面めん。
懸かか浮：物體ぶったい可か浮在液體えきたい中ちゅう任にん一いち位置いち。用よう手しゅ調整ちょうせい位置いち之これ後ご放ひ開ひらけ，位置いち會かい保持ほじ，並なみ不ふ會かい回復かいふく到いた之これ前まえ的てき位置いち。
上うえ浮：是ぜ一いち個こ動態どうたい過程かてい，最終さいしゅう會かい達たち到いた漂浮這個結果けっか。
下しも沉：是ぜ一いち個こ動態どうたい過程かてい，最終さいしゅう會かい達たち到いた沉底這個結果けっか。

延伸えんしん规律

• 物体ぶったい漂浮时，浸入しんにゅう液体えきたい体からだ积是ぜ物体ぶったい体たい积的几分之の几，物体ぶったい的てき密度みつど就是液体えきたい密度みつど的てき几分之の几。

证明：由ゆかり二に力りょく平衡へいこう关系得とく

$F$_浮$=G$_物もの

$V$_排はい $\cdot$ $\rho$_液えき $\cdot$ $g$ = $V$_物もの $\cdot$ $\rho$_物もの $\cdot$ $g$

等式とうしき两边同どう时除以$V$_物もの $\cdot$ $g$

$\rho$_物もの= $V$_排はい$/$$V$_物もの $\cdot$ $\rho$_液えき

应用

潜せん艇てい

主しゅ条目じょうもく：潜水せんすい艇てい

潜せん艇てい

所有しょゆう在ざい水面すいめん上じょう的てき船せん只ただ，包括ほうかつ在ざい上うえ浮之后きさき的てき潜せん艇てい，它们所しょ受的正せい浮力ふりょく一定いってい大だい于重力じゅうりょく。所以ゆえん如果要よう潜せん下か去さ，潜せん艇てい必须得え到いた更さら多た的てき负浮力りょく，也就是ぜ说潜艇てい或ある者もの将はた自身じしん的てき重力じゅうりょく大だい于其所しょ受浮力りょく，或ある者もの降くだ低てい其排水量すいりょう。而相对于排水はいすい量りょう（排水はいすい的てき体からだ积）的てき控ひかえ制せい，对于重力じゅうりょく的てき控ひかえ制せい则完全ぜん可か以通过装备一种叫做“沉浮箱ばこ”的てき水みず箱ばこ来らい控ひかえ制せい。即そく通どおり过控制せい沉浮箱ばこ中ちゅう的てき注水ちゅうすい情じょう况来改あらため变潜艇てい的てき重力じゅうりょく。

密度みつど计

简介

密度みつど计是ぜ一いち种测量りょう液体えきたい密度みつど的てき仪器。它是根ね据すえ物体ぶったい浮在液体えきたい中ちゅう所しょ受的浮力ふりょく等とう于重力じゅうりょく(公式こうしき表ひょう达为$F$_浮$=G$)的てき原理げんり制せい造づくり与あずか工作こうさく的てき。使用しよう时将密度みつど计竖直地ただち放ひ入にゅう待まち测的液体えきたい中ちゅう，待まち密度みつど计平稳后，从它的てき刻こく度ど处读出で待まち测液体えきたい的てき密度みつど。通常つうじょう在ざい实验室しつ里さと测量密度みつど大だい于水的てき液体えきたい所用しょよう的てき密度みつど计叫做比重じゅう计。测量密度みつど小しょう于水的てき液体えきたい，所用しょよう的てき密度みつど计叫做比轻計。

特とく点てん

• 上下じょうげ刻こく度ど不ふ均ひとし。

由よし物体ぶったい的てき沉浮条件じょうけん关系得え，$F$_浮$=G=m\cdot g$①

由ゆかり阿おもね基もと米まい德とく原理げんり得とく$F$_浮$=\rho$_液えき$\cdot g\cdot V$_排はい②

由よし①②两式得え,$\rho$_液えき$\cdot g\cdot V$_排はい$=m\cdot g$

即そく$\rho =m/V$_排はい③

从③①式しき可か看み出で，待まち测液体えきたい的てき密度みつど与あずか密度みつど计排开液体えきたい的てき体からだ积成反はん比ひ。液体えきたい的てき密度みつど越えつ大だい，密度みつど计排开液体えきたい的てき体からだ积就越えつ小しょう。 由よし③式しき得え，$h=m/S\rho$④ 从④式しき可か以看出で深度しんど$h$与あずか液体えきたい密度みつど$\rho$成なり反はん比ひ，根ね据すえ反比例はんぴれい函数かんすう的まと性せい质，当とう密度みつど$\rho$上うえ升ます时，深度しんど$h$并不等とう值下降かこう，所以ゆえん密度みつど计刻こく度ど是ぜ不ふ均ひとし匀的。