你有沒有想過,為什麼固體物體會漂浮在水面上?你把軟木塞放進水里,它就會浮起來。但如果你把縫紉針或石頭放進水里,它們就會下沉,即使縫紉針或石頭比軟木塞小得多。究竟是什麼因素導致固體物體漂浮在水面上呢?
地球的引力作用於地球表面上的所有物體,因此任何有質量的物體都會受到引力作用。如果固體物體的重力(w)小於水的浮力(FA ),那麼當固體物體浸入水中時,物體會上升並漂浮在水面上。
物體之所以會向上移動並漂浮在水面上,是因為物體受到一個向上作用的總力或合力,其中總力的大小 = 浮力 - 重力。
說明:ρ = 質量密度,g = 重力加速度,V本達 = 浸入水中的物體的體積(物體的所有部分都浸入水中),P = 壓力,A = 表面積,m = 物體的質量。
根據這個方程式,可以得出結論:浸沒在水中的物體的運動方向僅受物體密度和水密度的影響。若水的密度大於物體的密度,物體浸入水中後會向上移動(物體漂浮)。
當物體漂浮在水面上時,浮力的大小必須與物體的重量的大小相同,這樣合力為零,物體處於靜態平衡狀態(物體處於靜止狀態)。
說明:ρ = 密度,v₁ =浸入水中的物體的體積,v₂ = 物體的總體積
當物體漂浮在水面上時,浸入水中的物體體積取決於物體的體積以及水的密度與物體密度的比值。如果物體漂浮在水以外的其他液體表面,則水的密度被該液體的密度所取代。
