buoyancy force是什么意思,buoyancy force的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
浮力
例句
The value is used to calculate the buoyancy force, relative to this value.
该值是用来计算浮力, 相对于这个值。
Because the buoyancy force remains constant no matter what the body's orientation.
因为无论身体的方位如何浮力是一直存在的。
In addition to the wetting force, any significant immersion of the fiber in the liquid will induce a buoyancy force.
在润湿力之外,纤维实际浸渍在液体中时,还要产生一种浮力。
The buoyancy force moment balance equation imposed simplifies the multi-input twi-output coupling (system) into multi-input single output system.
将气囊浮力力矩平衡关系式引入方程组,使多输入双输出耦合系统简化为多输入单输出系统。
After immersing the gold omaments in a testing solution of organic solvents, the density of the gold omaments can be calculated from the change of weight due to buoyancy force.
通过测定黄金首饰在测量液中的浮力后计算密度再查表而得。
同义词
|buoyant force/floating power;浮力
专业解析
浮力(Buoyancy Force)是流体(液体或气体)对浸入其中物体施加的一种垂直向上的作用力。其核心原理由阿基米德定律描述,是流体静力学和工程应用中的基础概念。
1. 定义与基本原理
- 当物体部分或全部浸没在静止流体中时,流体会对物体表面产生压力。由于流体压强随深度增加而增大,物体底部受到的向上压力大于顶部受到的向下压力,这个压力差就形成了垂直向上的合力,即浮力。
- 阿基米德定律定量描述了浮力:浸在流体中的物体所受浮力的大小等于该物体所排开的流体的重力。公式表示为:
$$
Fb = rho{fluid} times g times V_{displaced}
$$
其中:
- ( F_b ) 是浮力(单位:牛顿,N)。
- ( rho_{fluid} ) 是流体的密度(单位:千克每立方米,kg/m³)。
- ( g ) 是重力加速度(约9.8 m/s²)。
- ( V_{displaced} ) 是物体浸入流体中所排开的流体体积,即物体浸没部分的体积(单位:立方米,m³)。
2. 阿基米德原理
- 这是浮力现象的核心定律,由古希腊科学家阿基米德发现。它指出:“物体在流体中所受的浮力,等于它所排开流体的重量。”这意味着浮力的大小只取决于流体的密度和物体排开流体的体积,与物体自身的形状、密度(只要完全浸没)以及浸入深度无关。
- 该原理揭示了浮力产生的本质是物体排开流体后,被排开流体的“重量空缺”需要由周围流体来填补,从而对物体产生向上的托力。
3. 浮力的方向与作用点
- 浮力的方向总是竖直向上。
- 浮力的作用点称为浮心(Center of Buoyancy)。浮心是物体所排开的那部分流体体积的几何中心(形心)。对于形状规则且密度均匀的物体,浮心通常与其重心位置不同。物体在流体中的稳定性与浮心和重心的相对位置密切相关。
4. 应用实例
- 船舶漂浮: 船舶设计使其重量(重力)等于其排开水的重量(浮力),从而漂浮在水面上。船体浸入水中的部分体积(排水量)决定了它能承载多少货物。
- 潜艇沉浮: 潜艇通过改变自身重量(压载水舱注/排水)或改变排水体积(特殊结构)来调整浮力与重力的关系,实现下潜、悬停或上浮。
- 热气球升空: 热气球加热气囊内的空气,使其密度低于外部冷空气。气囊排开的外部冷空气的重量(产生的浮力)大于气囊系统(包括气囊、吊篮、加热器、载荷)的总重量,从而使热气球上升。
- 密度测量: 利用浮力原理可以测量物体的密度或液体的密度(如使用密度计或阿基米德法)。
- 游泳与生物: 鱼类通过鱼鳔调节自身体积(从而改变排水量和浮力)来控制在水中的深度。人类游泳时也需要利用浮力。
参考文献:
- 中国科协科普中国. (权威科学传播平台). 浮力. https://www.kepuchina.cn/wiki/index?docid=128306 (访问日期: 2025年7月30日)
- HyperPhysics (佐治亚州立大学物理与天文系). Buoyancy. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pbuoy.html (访问日期: 2025年7月30日)
- NASA Glenn研究中心. Beginner's Guide to Aeronautics: Buoyancy. https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/buoyancy.html (访问日期: 2025年7月30日)
- 哈里德, 瑞斯尼克, 沃克. 物理学基础 (原书第10版). 机械工业出版社. (第14章 流体力学)
- 克利福德·皮寇弗. 物理之书. 重庆大学出版社. (相关条目)
网络扩展资料
浮力(buoyancy force)是物体浸入流体(液体或气体)时,流体对物体施加的竖直向上的作用力。其核心原理由阿基米德定律描述:
阿基米德定律
浮力大小等于物体排开流体的重量,公式为:
$$
Fb = rho{text{fluid}} cdot g cdot V_{text{displaced}}
$$
其中:
- ( rho_{text{fluid}} ) 为流体密度
- ( g ) 为重力加速度
- ( V_{text{displaced}} ) 为物体排开流体的体积
关键特性
- 方向:始终竖直向上,与重力方向相反。
- 作用点:通过被排开流体的重心(浮心)。
- 平衡条件:
- 当浮力 > 物体重力时,物体上浮(如木头在水中);
- 当浮力 = 物体重力时,物体悬浮(如潜艇悬停);
- 当浮力 < 物体重力时,物体下沉(如石块入水)。
应用实例
- 船舶设计:通过船体形状增大排水体积以获得足够浮力;
- 热气球升空:加热空气减小密度,使浮力大于气球总重量;
- 潜水设备:通过调节浮力实现水下悬浮或上浮。
该现象普遍存在于自然与工程领域,是流体静力学和物体漂浮现象的核心物理机制。
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