水壓與浮力


圖中有一桶水,

由於水靜止不動。

因此我們相信

水中各處皆處於 力平衡狀態

水的密度ρ,水的體積 = A× h

方塊區域內的水由於受重力作用

方塊區域內水的重量 w = ρA h g

g 為重力場強度,則

向下作用力 = P0×A + ρA h g

向上作用力 = P1×A

力平衡 作用力相等

P1×A = P0×A + ρA h g

方塊區域內的 水

水平面的截面積為 A

高度為 h

上下壓力 分別為 P0, P1

向上與向下作用力的差(合力大小) = 方塊區域內的水重

P1×A - P0×A = ρA h g (左右除以面積 A)

所以 壓力差 P1 - P0 = ρ g h

若是將剛才 方塊內區域內的水

改換為 其他物質。

則 由於水中 壓力 P0 與 P1並未改變

因此 向上與向下作用力的差

等於 方塊區域內水重

也就是此物質所受的 淨力

我們稱之為 該物質所受的 浮力

因此 物質在水中所受的 浮力 等於 物質所排開等體積水重

原來區域是水時 ,作用力差 = 區域內的水重

若物質的密度 小於水 ,則 同體積物質比水輕,因此物質會浮起來

若物質的密度 大於水 ,則 同體積物質比水重,因此物質會沈下去

將水改為其他液體 ,則只要將 水的密度 改為 液體的密度!

因為 不論物質形狀為何,將該物質換為等體積液體時,

永遠維持 力平衡狀態,因此

物質在液體中所受的 浮力 = 物質所排開等體積液體重!

這樣的解說方式,是否更容易 記得 阿機米得原理呢?

另有 Flash 動畫解說 版本

你只要 知道 各物理 公式或 定律 的道理,自然很容易記得!

如果光靠 死記! 太辛苦了!

物理 原來 就是要 瞭解/探索 自然界 運行的道理!

當我們依循 自然界 的法則做事時 會最有效率!

同樣的 我們若 順著其 本質去學習物理! 也會更有 效率!


歡迎批評指教! 電子郵件 : 請按 hwang@phy03.phy.ntnu.edu.tw

作者:國立台灣師範大學 物理系 黃福坤

最後修訂時間:

since 2011/06/20