游泳时身体轻飘飘,按潜水球却要用力——液体和气体都会对浸在里面的物体产生向上的「托力」,这就是浮力。
物体放进水里,水会被「挤开」。水对物体各个面都有压强,下表面受到的向上压力往往大于上表面受到的向下压力,合起来就是一个向上的力——浮力。
空气也有浮力,只是通常比重力小很多,日常不太显眼;在水里就明显多了。
总是竖直向上(与重力方向相反)。
液体、气体等流体;物体必须浸在流体中(部分或全部)。
2300 多年前,阿基米德发现:物体在液体里受到的浮力,等于它排开的那部分液体所受的重力。
把方块往水里按,浸得越多,你手感觉越「顶」——因为排开的水多了,浮力变大。
初中常用公式:F浮 = ρ液 g V排。同一液体里,g 和 ρ液 不变,所以浮力大小正比于排开液体的体积 V排。
你可以试试:拖滑块改变浸入深度。木块能漂浮——超过平衡深度时会提示「按住才压得下去」;铁块怎么浸都沉。比较青色浮力箭头与红色重力箭头。
拖滑块:浸得越多,V排 越大,浮力越大。
比较浮力和重力(物体所受地球引力),就能判断现象:
F浮 > G:上浮(松手后最终浮到液面,可能部分露出)。
F浮 = G:悬浮(可以停在液体中任意深度,理想情况下)。
F浮 < G:下沉(如铁块沉底,底面还有支持力,那是另一回事)。