浮力－問題與解決方案
1. 一塊木頭，長 = 2.5 米，寬 = 0.5 米，高 = 0.4 米。水的密度為 1000 公斤/立方公尺。如果將這塊木頭放入水中，它受到的浮力是多少？ ……重力加速度為 10 牛/公斤。
已知：
立方體的體積 (V) = 長 × 寬 × 高 = 2.5 × 0.5 × 0.4 = 0.5立方米
水的密度 (ρ) = 1000 kg/ m³
重力加速度(g) = 10 N/kg
求：浮力的大小
解決方案：
浮力公式：
F = ρ g V
F =浮力，ρ =水的密度，g =重力加速度，V = 體積
F = (1000)(10)(0.5) = (1000)(5) = 5000 牛頓
2. 一個物體在空氣中的重量為 100 N。將該物體放入液體中。液體的體積增加了 1.5 m³ 。如果液體的比重為 10 N/m³ ，則物體在液體中的重量是多少？
已知：
物體在空氣中的重量（w）= 100 牛頓
液體體積增加量 = 液體中物體的體積 (V) = 1.5 m³
液體的比重 = 10 N/ m³
求：物體在液體中的重量
解決方案：
物體在液體中的重量 = 物體在空氣中的重量 - 浮力
物體在液體中的重量 = 100 牛頓 – 浮力
浮力公式：
F A = ρ g V
F <sub> A</sub> = 浮力 = 液體對水中物體施加的力
ρ = 液體密度
g = 重力加速度
V = 物體在液體中的體積
比重：
液體比重 = 10 N/ m³
w / V = 10 N/ m³
mg / V = 10 N/m 3
m (10) / V = 10 N/m 3
m / V = 1 kg/ m³
ρ = 1 kg/ m³
液體的密度為1公斤/立方米
浮力的大小：
F A = ρ g V = (1 kg/m 3 )(10 m/s 2 )(1.5 m 3 ) = 15 kg m/s 2 = 15 牛頓
物體在流體中的重量：
物體在流體中的重量 = 100 牛頓 – 15 牛頓
物體在流體中的重量 = 85 牛頓
3.一艘在海上航行的船駛入一條寬闊而深的河流。海水的密度為1100 kg/m³ ，河水的密度為1000 kg/ m³。求該物體在海水中和在河水中的體積比較。
A. 11 : 10
B. 10 : 11
C. 121 : 100
D. 1 : 1
已知：
海水密度（ρ1 ） = 1100 kg/ m³
河水密度（ρ2 ） = 1000 kg/ m3
求：比較物體在海水和河水中的體積。
解決方案：
如果物體漂浮，則浮力（F <sub>B</sub>）=重量（w）：
阿基米德原理指出，物體在流體（水）中所受到的浮力等於它所排開的流體（水）的重量。物體在流體（水）中的體積等於它所排開的流體（水）的體積。
比較物體在海水和水中的體積 河水：
正確答案是B。
4.質量為 193 克的金塊浸在煤油中，受到 8000 達因的向上作用力。若重力加速度為 10 公尺/秒²，煤油密度為 0.8 克/立方厘米，求金的密度。
A. 1.93 克/立方厘米
B. 8.65 克/立方厘米
C. 19.3 克/立方厘米
D. 193 克/立方厘米
已知：
黃金質量（m<sub> golden</sub>）= 193 克 = 0.193 公斤
重力加速度 (g) = 10 m/ s²
浮力 (FA ) = 8000 達因 = 8 × 10³達因 = (8 × 10³ ) ( 10⁻⁵ N) = 8 × 10⁻² N = 0.08 牛頓
煤油密度 (ρ) = 0.8 克/立方厘米= 800 公斤/立方米
求測：黃金密度
解決方案：
黃金在空氣中的重量：
w = mg = ρ b V g —– 公式 1
V 是煤油中金的體積。
浮力（F B）等於黃金在空氣中的重量（w）減去黃金在煤油中的重量（w' ）：
w – w' = F A
w – w' = ρ f V g —– 公式 2
V 是煤油中金的體積。
以上兩個方程式都可以改寫如下：
正確答案是C。
- 浮力的基本原理是什麼？
- 回答浮力的基本原理是阿基米德原理。它指出，浸沒在流體中的物體會受到一個向上的力，稱為浮力，其大小等於物體所排開的流體的重量。
- 為什麼物體浸入水中會感覺變輕？
- 回答當物體浸入水中時，它會排開一定體積的水。這些被排開的水的重量會對物體施加向上的浮力，從而抵消物體的部分重量，使物體感覺更輕。
- 如果一個物體漂浮在水面上，那麼該物體的重量與作用在其上的浮力相比如何？
- 回答如果一個物體漂浮，它所受到的浮力等於物體的重量。這就是為什麼物體保持平衡，既不下沉也不上升的原因。
- 浮力會對空氣中的物體起作用嗎？
- 回答是的，浮力作用於任何流體中的物體，包括空氣。然而，由於空氣的密度遠小於水等液體，因此空氣中的浮力要小得多，對於日常物體而言通常可以忽略不計。
- 為什麼有些物體會沉入水中，有些物體會漂浮在水面上？
- 回答物體是沉還是浮取決於其重量與浮力之間的關係。如果浮力（由於物體排開的流體而產生）大於物體的重量，則物體漂浮；如果重量大於浮力，則物體會下沉。
- 若將一個空心金屬球和一個體積和材質相同的實心金屬球分別浸入水中，哪一個球受到的浮力較大？
- 回答浮力取決於物體排開的流體的體積，而與物體的質量無關。由於兩個球排開的水的體積相同，因此它們受到的浮力也相同。
- 為什麼密度遠大於水的鋼製船隻能夠漂浮？
- 回答船舶內部設計有大量的空腔，這意味著它們的平均密度小於水的密度。船舶排開的水會產生浮力，足以支撐船舶的重量，使其能夠漂浮。
- 如果你把一個漂浮的球推入水中更深處，然後再鬆手，會發生什麼事？
- 回答如果你把一個漂浮的球更深地推入水中，它排開的水的體積就會增加，從而增加浮力。當你鬆開它時，增加的浮力會把它向上推，直到它回到平衡位置。
- 如果將浸沒物體從淡水移至鹹水，物體所受的浮力會發生什麼變化？
- 回答海水的密度比淡水大。因此，在相同體積下，物體在海水中受到的浮力比在淡水中更大。所以，物體在海水中可能會比在淡水中漂浮得更高。
- 當物體漂浮在水中時，是否有可能在一個方向（例如垂直方向）上穩定，而在另一個方向（例如水平方向）上不穩定？
- 回答是的，漂浮物體的穩定性取決於其重量相對於浮力的分佈。如果重心正好位於浮心上方，物體就會穩定。但是，如果改變物體的方向，重心和浮心之間的關係可能會發生變化，導致物體在該特定方向上不穩定。
