例子问题
问题11:浮力
假设两个体积相等的不同球浸在水中,并放在一个盛水的容器中。球A的密度是球B的密度是.在两个球被释放后,它们都开始向表面加速。哪个球会加速得更快?
球A和球B有相同的加速度
球A会有更大的加速度
没有办法确定两个球的相对加速度
球B会有更大的加速度
两个球都不会加速
球A会有更大的加速度
在这个问题中,我们面临这样一种情况:两个密度不同但体积相等的球被放在一个装有水的容器的表面下。然后,每个球被释放,并被允许加速上升到地面。问题是要确定两个球的加速度是如何比较的。为了回答这个问题,让我们先想象作用在水下球上的所有力。
在x方向上,作用在球左边的力完全等于作用在球右边的力。因此,所有作用在x方向上的力都抵消了,结果在x方向上的合力为零。
在y方向上,我们需要考虑两件事。第一种是由水的位移引起的向上的浮力。由于两个球的体积相同,所以它们排水量相同。因此,两个球将受到相同的向上浮力。但是,我们还必须考虑球本身重量所造成的向下的力。在这种情况下,球B向下的重量大于球A向下的重量。
我们可以把作用在球y方向上的合力,写成向上的浮力和向下的重量之差,如下所示:
由于球A有一个较小的重量(一个较小的(上式中的分量),结果是净向上的力大于球b的力,因此我们可以期望球A有更大的加速度。
例子问题12:浮力
确定黄金上的合力(包括方向)半径大理石在液态汞中.
向上
下来
下来
向上
下来
下来
考虑所有作用在金色大理石上的力:
回想一下浮力的方程:
替代:
求大理石的质量:
插入值:
注意浮力向上而万有引力向下。
问题11:流体静力学
测定物体上的浮力在密度很大的流体中
使用浮力公式:
在哪里物体周围的介质密度是问题所在吗
重力加速度在地球表面附近吗
问题是物体的体积吗
转换成
插入值:
问题11:浮力
有质量的气球膨胀到体积用纯.确定它浸入水中时的浮力。
这些都不是
使用浮力公式:
在哪里
介质的密度是多少
加速度是重力引起的吗
是体积
插入值:
问题11:浮力
一个球会有质量吗和半径沉在水中还是浮在水中?
信息不足
浮动
水槽
漂浮,但只是因为表面张力
它将被部分淹没
水槽
确定密度:
球体的体积:
结合方程:
转换来然后代入值:
它的密度比水大,所以会下沉。
问题11:浮力
一个质量块和体积被固定在水下。当物体被释放时,它的瞬时加速度是多少?向着什么方向?
根据阿基米德原理,当石块放在水下时,3.5L的水被排开。我们可以计算出水提供的浮力:
地点:
将我们的值代入第一个表达式:
然后我们可以用牛顿第二定律来确定物体的加速度:
有两个力作用在物体上,重力和浮力,它们的方向相反。如果我们指定一个向下的力为正,我们得到:
将重力的表达式代入:
重新安排加速:
数值替换:
问题17:浮力
总质量的戴水肺的潜水员那么他的穿着密度呢握着一个有体积的球形球当淹没在水中时。如果球和潜水员向上的加速度是多少,球的密度是多少?
对于这个问题,我们将从牛顿第二定律开始:
有4个力作用在潜水员和球上:重力和浮力同时作用在潜水员和球上。然而,潜水员和水的密度相同,所以作用在潜水员身上的重力和浮力就会抵消掉。如果我们指定一个向上的力为正,我们可以说:
(1)
地点:
地点:
所以,
将这些表达式插入到表达式(1)中,我们得到:
现在让我们重新排列球的密度:
问题11:浮力
一个质量块在水中以恒定速度下沉。有一个恒定的阻力在块上起作用的。方块的体积是多少?
对于这个问题,我们将从牛顿第二定律开始:
由于物体以恒定速度运动,我们可以说:
有三种力作用在物体上:重力、浮力和拖曳力。如果我们表示向下的力为正,则表达式为:
地点:
将这些替换为:
根据阿基米德原理:
代入:
重新排列音量:
插入值:
问题11:浮力
有质量的保龄球和半径被淹没在水中,用一根绳子固定住。弦的张力是多少?
由于球是固定的,我们知道:
有三种力作用在球上:重力、浮力和拉力。如果我们将向下的力表示为正,我们得到:
(1)
用阿基米德原理:
地点:
将所有这些代入表达式(1),我们得到:
代入我们的价值观,我们得到:
例子问题20:浮力
空心球:半空心的球形球,其空体积为被淹没在水中,初始质量是.球开始漏水,水开始以。的速度进入球.在球上的浮力和重力相等之前需要多长时间?
有人问我们:
现在我们需要用水进入球的速度来计算球的质量:
地点:
将其代入表达式(1):
重新安排时间,我们得到:
代入我们的价值观,我们得到: