
浮力(buoyancy)是流體力學中的核心概念,指浸入流體(液體或氣體)中的物體受到垂直向上的作用力。其物理本質由阿基米德原理定義:物體所受浮力等于其排開流體的重量,數學表達式為:
$$ Fb = rho{fluid} cdot g cdot V_{displaced} $$
其中$rho{fluid}$是流體密度,$g$為重力加速度,$V{displaced}$為物體排開的流體體積。該原理最早記載于阿基米德《論浮體》著作,中國《考工記》中"水靜則平"的記載也涉及相關流體特性觀測。
在工程實踐中,浮力計算廣泛應用于船舶設計(排水量計算)、遊泳裝備研發(救生衣浮力标準)和氣象觀測(熱氣球升空控制)等領域。根據《物理學名詞》(科學出版社,2019版)定義,浮力方向始終與重力方向相反,當物體密度小于流體密度時會産生淨浮力。
曆史文獻顯示,中國古代"曹沖稱象"典故(《三國志》)已蘊含浮力原理的實踐應用,通過船體吃水深度的變化間接測量物體重量。現代漢英詞典如《新世紀漢英大詞典》将"浮力"譯為buoyant force,強調其作為矢量力的物理屬性。
浮力是流體(液體或氣體)對浸入其中的物體施加的豎直向上的力。其核心原理由阿基米德提出,稱為阿基米德原理,具體表述為:
$$ F{浮} = rho{流體} cdot g cdot V_{排} $$ 其中:
方向與作用
浮力方向始終豎直向上,與重力方向相反。當浮力大于物體重力時,物體上浮;等于時懸浮;小于時下沉。
影響因素
日常現象
若需進一步了解實驗驗證或公式推導細節,可參考物理教材中流體力學相關章節。
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