
【機】 Archimedes' principle
阿基米德原理(Archimedes' Principle)是流體靜力學的基本定律之一,其漢英釋義及核心内容如下:
中文表述
浸在靜止流體中的物體,所受流體作用的浮力大小等于該物體排開流體的重力,方向豎直向上。公式表示為:
$$Fb = rho{fluid} cdot g cdot V_{displaced}$$
其中 (Fb) 為浮力,(rho{fluid}) 為流體密度,(g) 為重力加速度,(V_{displaced}) 為物體排開流體的體積。
英文術語
Archimedes' Principle:
"Any object completely or partially submerged in a fluid experiences an upward buoyant force equal to the weight of the fluid displaced by the object."
中英對照概念 | 科學含義 |
---|---|
浮力 (Buoyant Force) | 流體對物體的向上作用力,由流體靜壓力差産生 |
排開流體 (Displaced Fluid) | 物體浸入流體時占據原流體空間的部分,其重力決定浮力大小 |
適用條件 | 僅適用于靜止流體(靜水或空氣靜力學場景),不適用于湍流或非慣性系 |
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阿基米德原理是流體力學中的基本定律,由古希臘科學家阿基米德提出,描述了物體在流體(液體或氣體)中所受浮力的規律。以下是其核心内容:
原理定義
當一個物體完全或部分浸入靜止的流體中時,流體對物體施加的豎直向上的浮力,其大小等于該物體所排開流體的重量。浮力的作用點位于被排開流體的重心位置。
數學表達式
浮力公式為:
$$
Fb = rho{text{fluid}} cdot g cdot V_{text{displaced}}
$$
其中:
曆史背景
傳說阿基米德在浴缸中發現水位上升時,悟出了這一原理,并喊出“Eureka!”(我找到了!)。他通過比較王冠與等重純金塊排開的水量,驗證了王冠是否摻假,展示了原理的實際應用。
關鍵結論
實際應用
注意事項
該原理成立的前提是流體處于靜止狀态(如勻速運動流體亦可),且忽略表面張力等次要因素。在非均勻流體(如分層液體)或高速流動流體中需額外修正。
通過這一原理,我們能理解為何鋼鐵巨輪能漂浮,而小鐵釘會下沉,也為工程學、地質學等領域提供了基礎理論支持。
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