鸡蛋在盐水里浮起来的原理是什么
时间:2023-10-17 22:52:00 栏目:生活资讯流体静力学的一个重要原理,它指出,浸入静止流体中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量,方向竖直向上并通过所排开流体的形心。这结论是阿基米德首先提出的,故称阿基米德原理。结论对部分浸入液体中的物体同样是正确的。同一结论还可以推广到气体。
历史
阿基米德发现的浮力原理,奠定了流体静力学的基础。传说希伦王召见阿基米德,让他鉴定纯金王冠是否掺假。他冥思苦想多日,在跨进澡盆洗澡时,从看见水面上升得到启示,作出了关于浮体问题的重大发现,并通过王冠排出的水量解决了国王的疑问。在著名的《论浮体》一书中,他按照各种固体的形状和比重的变化来确定其浮于水中的位置,并且详细阐述和总结了后来闻名于世的阿基米德原理:放在液体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体所排开的液体重量。从此使人们对物体的沉浮有了科学的认识。
适用范围
阿基米德原理适用于全部或部分浸入静止流体的物体,要求物体下表面必须与流体接触。
如果物体的下表面并未全部同流体接触,例如,被水浸没的桥墩、插入海底的沉船、打入湖底的桩子等,在这类情况下,此时水的作用力并不等于原理中所规定的力。
如果水相对于物体有明显的流动,此原理也不适用(见伯努利方程)。鱼在水中游动,由于周围的水受到扰动,用阿基米德原理算出的力只是部分值。这些情形要考虑流体动力学的效应。水翼船受到远大于浮力的举力就是动力学效应,所循规律与静力学有所不同。
阿基米德原理的应用
阿基米德静浮力可使积云对流得以发展,在稳定层结大气中可以产生重力内波。
热带大气的对流层下部常常可以满足条件不稳定的判据,即大气层结常处于条件不稳定状态,一遇外界扰动(例如地面加热等)便可以有积云对流发展。积云对流的发生,除了大气层结的不稳定外,同周围的环境场也有重要的关系。
一般,环境场影响着积云的形成和发展。而积云的存在和活动又会改变环境状况。所以,应把积云对流作为一个流体力学问题来考虑,云体的变化以及与外界的相互作用可以由积云模式本身确定。
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