五千年(敝帚自珍)

主题:谈谈浮力 -- 给我打钱87405

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家园 这鸡蛋是熟的还是生的,受精的还是未受精的?
家园 渗透压影响了鸡蛋气室的大小吧?

就像潜艇一样

家园 尚没证实1+1=2
家园 浮力公式

将生鸡蛋放入清水中,鸡蛋沉底。往水中加盐,到一定程度,鸡蛋将变成悬浮状态。再加盐,鸡蛋仍然悬浮于盐水中,但其悬浮深度将变浅。

这一现象,说明了F排=ρgV排有错。因为悬浮意味着F浮=G。当鸡蛋悬浮于液体中时,V排就是鸡蛋体积,不论悬浮在哪个深度,此值不变。显然,若有两个ρ值都令鸡蛋悬浮,则说明了F浮=ρgV排有错。

我提出一个改良公式:F浮=ρghS浮 。

其中ρ为液体密度,h为浮心即重心到液面的垂直距离,S浮为物体受浸面积。

这个公式怎么去“理解”它呢?它的意思是说,把一个物体当为整体,那么它自然就有浮心概念,即整体对整体,那么该物体所受浮力,自然就跟浮心所在深度成正比。

但是这个公式跟理论中的“若物体密度与液体相等,则可悬浮在任意深度”相冲突。问题是,理论从未被实践过。

这个理论有可被质疑之处。当一个固体与液体密度相等时,用它来置换出形状完全一样的液体,液体相当于没有任何变化。好比说水中悬浮了一团水。可是,在分子层面,固体分子和液体分子差异颇大,如此置换,并不是“水中悬浮了一团水”。因此,若物体密度与液体相等,则可悬浮在任意深度”很有可能是一个过去产生的错误推论。

当然,我用语不严谨,应该是,理论上“若物体密度与液体相等,则可悬浮在任意深度”,这个理论并没有看穿静止液体在分子层面是“运动”液体。

家园 那点压缩程度太玄了吧

尤其是鸡蛋实验能够涉及的最多一尺深度范围里

家园 总是很佩服有勇气去修改初中课本的人

纯粹的物理是和数学类似,有无数的假设和理想物体存在的...

你这个拿个鸡蛋加一杯盐水就要重新订立初级物理的勇气真是了得

民科名大师?

家园 商榷几点

第一,鸡蛋悬浮实验。不知兄台是否实际做了这个实验,从文字上看,可能存在密度不均匀的问题。盐加进水里会首先沉底,再慢慢溶解,形成底部密度大、上部密度小的情况。这就会造成你文中所说的,加盐后鸡蛋仍然悬浮但深度变浅的现象,这恰恰验证的经典浮力理论的正确性。因为底部的盐水密度大,只需排开较少的体积就可以提供同样的浮力,于是会把鸡蛋向上托一点。不妨每次加盐后轻轻搅拌一下,让密度均匀,看看是不是不同密度都能稳定的悬浮,才可以验证浮力理论的正误。

第二,浮力理论并非没有验证过,潜水艇就是通过调整自身的平均密度来实现悬浮的,航行中万一遇到密度突然减小的水域,还会发生类似坠崖的危险。

第三,如果忽略物体的变形和液体的压缩,浮力和深度无关。抹香鲸在海面换气,可以下潜到超过两千米的深度,浮力始终等于体重,也就是其身体排开的海水重量。

第四,浮心和重心是两个概念,前者是浮力的合力中心,后者是重力的合力中心,二者不一定重合,比如船舶的浮心必须在其重心之上,以保证不翻船。

最后,推出浮力定律的隔离置换法并无问题,分子层面的运动不影响结论。假想在水中隔离出一团形状,并置换成等密度的固体,其区别无非是分界面上是否存在水分子的穿越。两边都是水的时候,平衡状态下,一个水分子过来,必然对应另一个水分子过去,二者互相抵消,宏观统计效果相当于没有分子来往,和固体界面没有区别。

通宝推:铁手,
家园 鸡蛋壳表面有气,盐水有粘度

粘度越大,排气越难。加上你说的液体压缩问题。数值都很小,但特定条件下影响会表现出来。

日常物理机械计算,用量子力学而不用牛顿力学,不是水平高,是蛋疼。

家园 为什么要有g呢,因为牛顿被苹果砸了

1吨沙与1吨棉花,物质的质量 密度 比重 形态。磁悬浮如何?

单位压强体显在支持面上。知其然,是相亲相爱不离不弃的作用力与反作用力。

在万有引力也旁观的场合,牛顿坐下吃瓜。

家园

一只碗漂浮于水面上。将碗用力按入水中,令其完全浸没,松开手,碗向下沉。

根据公式F浮=ρgV排来推算,

当碗漂浮于水面上,V1较小,F1较小;

当碗浸没于水中时,V2较大,F2较大。

G不变。

故,较小的F1=G,因此漂浮;而较大的F2却能令碗下沉。

家园 我看了主帖后第二天做的实验,再细说一下。

图在下面那个帖子里,不再帖了,按顺序称图一图二……

1、把生鸡蛋(楼下有河友问生鸡蛋熟鸡蛋受精否)扔进有清水的杯子里,鸡蛋直接沉入杯底。然后往杯里加盐(超市买的加碘盐),搅拌。这样搞很麻烦,还容易把鸡蛋搞破。

2、把鸡蛋捞出来,直接往杯里倒了小半碗盐,搅拌。让盐水接近饱和。把鸡蛋放进去,鸡蛋漂浮在上面,往杯里缓慢加清水(自来水),让鸡蛋逐渐下沉到刚好悬浮。这就是图一。

3、把刚好进入悬浮状态下的鸡蛋往深了按,我以为鸡蛋会随遇而安,没想到它飘起来回到了前面的高度。(忘了是否再搅拌没)

4、再往杯里加清水,观察到鸡蛋下沉,由于没控制好水加多了,鸡蛋直接触底。于是再缓慢加盐让鸡蛋恰好浮起,第二次悬浮。这是图二。

5、为了好好观察鸡蛋是否随意位置悬浮,再稍加了一点盐,让鸡蛋近乎悬浮于杯中部,这是图三。在这个位置多次搅拌盐水、好好观察了一番:鸡蛋的上下位置是稳定,水平位置任意。

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希望有人重复一下这个实验,看看是否观察到相同的现象。

鸡蛋是不均匀不密封的固液气混合物,干扰因素太多。如果有一个均匀的塑料球做实验就好了。

家园 纸片

一张纸片漂浮于水面上,将纸片浸没于水中,松开手,纸片上浮。

根据F浮=ρgV排来推算:

当纸片漂浮于水面上时,V排1较小,F1较小;

当纸片浸没于水中时,V排2较大,F2较大。

G不变。

故,较小的F1=G,因此漂浮。较大的F2令纸片上浮,这次对了。

家园 四棱柱

某物体形状为四棱柱,现将其横放,上窄下宽。假设该物体可漂浮于水面。

接下来,将该物体浸没于水中,松开手,它是上浮还是下沉呢?

根据公式F浮=ρgV排,漂浮状态时,V排1较小,F1较小,此时F1=G;浸没于水中时,V排2大,F2较大,此时F2>G,所以,必然上浮喽?可是碗却为什么下沉了呢?

家园 还是碗

寻一个合适碗,将其倒扣于水底,松开手,其上浮,将其正置于水底,松开手,不起。

家园 三碗

一碗,置于水面,漂浮,将其按入水底,松手,上浮。

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