023(6-5浮力)

1.浮力：物體在液體或氣體中，所受到液體或氣體給予向上的作用力。

           此作用力會讓物體的重量減輕。

 2.浮力(B) = 物體在液體中(或氣體中)所減輕的重量

           = 物體原來的重量(W空氣中) - 物體在液體(或氣體中)的重量(W液體中(或氣體中))

 3.阿基米德原理：物體在液體中所得到的浮力等於此物體所取代的液體重量，又稱浮力原理。

 4.浮力公式：

液體浮力 = 物體在液體中所減輕的重量 = 物體所排開(或取代)的液體重

                                = 物體浸沒在液面下的體積所排開的液體重 = 物體在液面下的體積 × 液體的密度 

即 B = V浸沒 × D液 。

如圖1.所示 :(表示一物體浮於液體上的情形)

5.若物體為浮體(可浮上液面上的物體)，則除了適用上述浮力公式外，

又符合  浮體的浮力=浮體在空氣中的重量，

即 浮力等於物重  B = W空氣中 。

[ 因靜止且浮在液面上的物體是一種兩力平衡狀態，

即兩力分別為向下的重力(物體在空氣中的重量)

   與向上的浮力，此二力大小相等 . 方向相反。]  

 6.浮力的單位：公克重(gw)或公斤重(kgw)

 7.浮力的成因：完全沒入液體中的物體，會受到來自各方向的液壓，

使得物體底部所受到的向上力與上表面所受到的向下力大小不同，

兩者抵銷後所產生的向上合力就是浮力。

即使物體所處位置深度再深，此壓力差的大小也不會改變，即為浮力不變的原理。

 8.浮力的例題：

 (1)彈簧秤下端懸掛一重量為500gw的金屬塊，將全部金屬塊沒入水中時，

         此時彈簧秤的讀數為400gw，

          則此金屬塊所受到水的浮力為多少？

[解]

                浮力(B) = W空氣中 - W液體中 = 500 - 400 = 100gw

                                                                                                                                                                            Ans:100gw

 (2)彈簧秤下端懸掛一重量為500gw的金屬塊，將三分之一金屬塊沒入水中時，

         此時彈簧秤的讀數為450gw，

        若將金屬塊全部沒入水中，則其讀數應為多少？       

 [解]

           三分之一金屬塊沒入水中所受的浮力 B = 500 - 450 = 50gw

           全部金屬塊沒入水中所受的浮力 B = 50 × 3 =150gw

                      彈簧秤的讀數 = 500 -150 = 350gw

                                                                                                                                                        Ans:350gw

 (3)彈簧秤下端懸掛一重量為500gw的金屬塊，將全部金屬塊沒入水中時，

        此時彈簧秤的讀數為400gw，

          則此金屬塊的密度為多少？

[解]

           B = 500 - 400 =100 = V浸沒 × D液 = V × 1 =V

     D = M / V= 500 / 100 = 5 g/cm3 ( 因 W = 500gw →  M=500g)

                                                                                                                                                                                           Ans:5g/cm3

 (4)彈簧秤下端懸掛一重量為500gw的金屬塊，將三分之一金屬塊沒入裝滿油的大燒杯中，

         其排開的油會流入小燒杯中，若此時小燒杯的油重為30gw，並將此金屬塊完全沒入油中，

         則彈簧秤的讀數為多少？     

[解]

         三分之一金屬塊沒入油中所受的浮力 B = 30gw

         全部金屬塊沒入油中所受的浮力 B = 30 × 3 = 90gw

         彈簧秤的讀數 = 500 - 90 = 410gw

                                                                                                                                                           Ans:410gw

 (5)彈簧秤下端懸掛一木塊，將此木塊逐漸沒入裝滿水的大燒杯中，

其排開的水會流入小燒杯中，若當小燒杯的水重為100gw時，彈簧秤的讀數為零，

則此時木塊所受到浮力及其在空氣中的重量為多少？   

 [解]

           彈簧秤的讀數為零表示此木塊的重量皆被浮力所抵銷，

 即木塊(在空氣中)的重量 = 浮力 = 所排開的水重 = 100gw

                                                                                                                                                                            Ans:100gw 

 9.物體在液體中所受浮力大小：

 (1)當同一物體沒入同一液體中時，沒入的體積愈多時，所受的浮力愈大。

當物體完全沒入液體中時，所受的浮力大皆相等，與深度無關。

 (2)當同一物體完全沒入不同液體中，液體的密度愈大，所受浮力愈大。

 (3)當同一物體在不同的液體中皆為浮體時，所受的浮力皆相等，

皆等於此物體在空氣中的重量。但在密度愈大的液體中，其液面下的體積愈少。

浮力重點複習 : 

1.浮力(B) = 物體在液體中所受到液體向上的作用力

                              = 物體在液體中所減輕的重量

                              = 物體在空氣中的重量 減去 物體在液體中的重量

                              =   W空氣中 - W液體中     ( W：重量 )  [如圖1.所示]