1、阿基米德浮力定律的一个初步证明(答题样版)

 阿基米德浮力定律的一个初步证明

(答题样版)

(本文适合物理学爱好者阅读)

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 摘要

本研究使用浮体的等效体积和重量的方法,十分简明、又不需要微积分知识条件而证明了阿基米德浮力定律,且证明过程中的物理意义清晰。可作为中学教材内容以帮助同学们的知识掌握。

引言

1992年、张建的《阿基米德浮力定律的数学证明》使用了积分计算和高斯公式证明阿基米德浮力定律,但此方法对于未掌握微积分的初高中的同学们是较难于理解和接受,因此用更简单的方法证明浮力定律具有科学进步的意义。

 命题

证明阿基米德浮力定律

证明

设P0为地表大气的压强,为液体密度,a为浮体的质量m;

设1等效立方浮体b的质量=m、其受重力F=mg,g为地表的重力加速度;

设b完全沉入液体时排开液体的体积=a完全沉入液体时排开液体的体积;

设h为b垂直在液面下的深度、b在液面下的体积v = hs时排开液体的重力f=hs。

 

1、阿基米德浮力定律的一个初步证明(答题样版)

见图1,b在作用力平衡时有:b向上的浮力=(大气对b的向下压力)+(b的重力F)-(b排开液体的重力f );

由于液体对大气压强P的传递作用上式可改为:

大气压强P* b底部面积s=(大气压强P*b顶部面积s)+(b的重力F )-(b沉入液体时的液体重力f)  即

Ps =Ps + mg – hsg  整理后得

hsg=mg    (1)

即浮体排开液体的重力等于浮体的重力。

说明

本证明中考虑了大气压强的重要作用而更为完整。

由于本证明对浮体形状进行了设定、又对浮体在液体中的姿态进行了设定,所以本证明不能覆盖浮体的各种可能情况,故只作为一初步证明,特此说明。

 

命题证毕

 

鸣谢

本《发现违反光学定律的第1个著名证明》的研究获得“中国缔造、世界繁荣”基金的特别资助,特此鸣谢。

期望本报告能激起有志人士参与后续科学探索研究的兴趣。请览科学“大白天下”网 http://www.13531.comhttp://www.cn100.cn

 

 

参考文献

[1]张建,阿基米德浮力定律的数学证明,2005 蒙自师专学报9(3): 84-86A preliminary proof of Archimedes’s buoyancy law。

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