阿基米德原理是流体静力学的一个重要原理。指出浸没在静止流体中的物体受到的浮力大小等于其排出流体的重量,其方向是垂直向上并穿过排出流体的中心。这一结论最早由阿基米德提出,因此被称为阿基米德原理。结论对部分浸没物体也是正确的。同样的结论也适用于气体。
阿基米德原理适用于完全或部分浸入静止流体中的物体,要求物体的下表面必须与流体接触。如果物体的下垫面没有完全接触到流体,如浸入水中的桥墩、插入海床的沉船、打入湖底的桩等,此时水的作用力不等于原理中规定的作用力。
如果水相对于物体有明显的流动,此原理也不适用。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。
定义
浸入静止流体(气体或液体)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,即F浮=G液排=mg液排=gV排ρ液(V排表述物体排开液体的体积。
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(图1)。
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。
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