怎样计算浮力 - 早教 - 育儿知识大全

怎样计算浮力

更新时间:2026-08-19 07:34:03 栏目: 早教

计算浮力通常有以下几种方法：

阿基米德原理法

原理内容：浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体（或气体）的重力。

公式： $F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$

$F_{浮}$ 表示浮力，单位是牛顿（N）；

$G_{排}$ 是被物体排开的液体（或气体）的重力，单位为牛顿（N）；

$\rho_{液}$ 是液体（或气体）的密度，单位是千克每立方米（ $kg/m^{3}$ ）；

$g$ 是重力加速度，通常取 $9.8N/kg$ ，在粗略计算时也可取 $10N/kg$ ；

$V_{排}$ 是物体排开液体（或气体）的体积，单位是立方米（ $m^{3}$ ）。

适用范围：普遍适用于各种形状的物体浸在液体或气体中的情况。例如，计算浸没在水中的石块受到的浮力，已知水的密度 $\rho_{水}=1.0\times10^{3}kg/m^{3}$ ，石块的体积 $V = 0.01m^{3}$ （因为石块浸没， $V_{排}=V$ ）， $g = 9.8N/kg$ ，根据公式可得 $F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0\times10^{3}kg/m^{3}\times9.8N/kg\times0.01m^{3}=98N$ 。

称重法

测量方法：先用弹簧测力计在空气中测出物体的重力 $G$ ，再将物体浸在液体中，读出此时弹簧测力计的示数 $F$ 。

公式推导：物体浸在液体中时，受到竖直向下的重力 $G$ 、竖直向上的浮力 $F_{浮}$ 和弹簧测力计的拉力 $F$ ，这三个力使物体处于平衡状态，即 $G = F_{浮}+F$ ，所以 $F_{浮}=G - F$ 。

适用范围：适用于能挂在弹簧测力计下，且形状不规则的固体在液体中浮力的测量与计算。比如，用弹簧测力计测得某金属块在空气中重 $5N$ ，将其浸没在水中时，弹簧测力计示数为 $3N$ ，那么金属块受到的浮力 $F_{浮}=G - F = 5N - 3N = 2N$ 。

二力平衡法

漂浮状态：当物体漂浮在液面上时，物体处于静止状态，此时物体受到竖直向下的重力 $G$ 和竖直向上的浮力 $F_{浮}$ ，这两个力是一对平衡力，大小相等，即 $F_{浮}=G$ 。例如，一艘轮船漂浮在水面上，轮船总重 $1\times10^{7}N$ ，那么轮船受到的浮力 $F_{浮}=G = 1\times10^{7}N$ 。

悬浮状态：物体悬浮在液体中时，同样处于平衡状态，受到的重力 $G$ 和浮力 $F_{浮}$ 是一对平衡力，所以 $F_{浮}=G$ 。比如一个鸡蛋悬浮在盐水中，鸡蛋重力为 $0.5N$ ，则鸡蛋受到的浮力 $F_{浮}=0.5N$ 。

适用范围：适用于物体漂浮或悬浮在液体中的情况。

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