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阿基米德原理的意思、阿基米德原理的詳細解釋

關鍵字:

阿基米德原理的解釋

力學中的基本原理之一。浸在液體裡的物體受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被該物體排開的液體的重量。

詞語分解

專業解析

阿基米德原理是流體靜力學的基礎定律之一,其定義為:浸在靜止流體中的物體,受到豎直向上的浮力作用,其大小等于物體排開流體的重量。該原理由古希臘科學家阿基米德在公元前3世紀提出,最早記錄于其著作《論浮體》(On Floating Bodies)中。

從漢語詞義角度分析,“阿基米德”為人名音譯,指代定律的發現者;“原理”一詞在《現代漢語詞典》第七版中解釋為“具有普遍意義的基本規律或科學道理”。兩者結合,完整表達了這一科學定律的歸屬性與普適性。

其數學表達式為:

$$

F{text{浮}} = rho{text{液}} cdot g cdot V{text{排}}

$$

式中,$F{text{浮}}$表示浮力,$rho{text{液}}$為流體密度,$g$為重力加速度,$V{text{排}}$為物體浸入流體的體積。該公式被廣泛應用于船舶設計、熱氣球升空等工程領域。

根據中國教育部《義務教育物理課程标準》,阿基米德原理的教學需結合實驗驗證,例如通過彈簧測力計測量物體浸入液體前後的重力差,以此強化學生對浮力本質的理解。

網絡擴展解釋

阿基米德原理是流體靜力學中的基本定律,由古希臘科學家阿基米德在公元前3世紀提出。其核心表述為:

當一個物體全部或部分浸入流體(液體或氣體)中時,它所受到的豎直向上的浮力大小等于該物體排開的流體的重量。

原理的數學表達

公式為: $$ F{text{浮}} = rho{text{流體}} cdot g cdot V_{text{排}} $$ 其中:

物理意義

  1. 浮力來源:浮力本質上是流體對物體表面壓力的合力。由于流體壓強隨深度增加,物體底部受到的向上壓力大于頂部向下的壓力,形成淨浮力。
  2. 排開體積決定浮力:無論物體本身的密度如何,浮力僅由排開流體的體積和流體密度決定。例如,鋼鐵制成的船能漂浮,是因為其排開的水的重量等于船的總重量。

應用實例

適用條件

曆史背景

傳說阿基米德在浴缸中觀察到水位上升,由此悟出浮力原理,并激動地喊出“尤裡卡!”(意為“我發現了!”)。盡管故事的真實性存疑,但原理的科學價值至今仍廣泛應用于工程、地質學等領域(如冰山浮出水面體積估算)。

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