展示目的及科学原理
展项通过对于阿基米德发现浮力原理故事的重新演绎,介绍其物理学的学术成就之一——浮力原理,旨在表现科学家探究科学真理过程的专注,并讲述这一发现对于后世流体静力学发展奠定的基础。
操作方式
浮力原理发现的故事:有一天,他正在潜心思考时,仆人让他去洗澡。这一次仆人把水放得太满了,当他坐进浴盆时有许多水溢了出来。他心不在焉地看着溢出的水,一下子豁然开朗。他意识到溢出的水的体积应该正好等于他自己的体积。如果他把王冠浸在水中,根据水面上升的情况可以知道王冠的体积。拿与王冠同等重量的金子放在水里浸一下,就可以知道它的体积是否与王冠体积相同,如果王冠体积更大,则说明其中掺了假。阿基米德想到这里,十分激动,立即从浴盆里跳起来,光着身子就跑了出去,一边跑还一边喊:“尤里卡,尤里卡(希腊语:发现了,发现了)。”阿基米德的一声“尤里卡”,喊出了人类探寻到大自然奥秘时的惊喜。正是为了纪念这一事件,现代世界最著名的发明博览会以“尤里卡”命名。
浮力原理与公式:阿基米德根据这次在浴盆里的经验进一步总结出了浮力原理:浸在液体中的物体所受到的向上的浮力,其大小等于物体所排开的液体的重量。这个原理定量地给出了浮力的大小,是流体静力学的基本原理之一。浮力公式:F浮=F下-F上。阿基米德原理公式:F浮=G排=ρgV。F浮=G物,该公式只有在物体悬浮、漂浮于液体表面的时候才成立。ρ物小于ρ液时物体漂浮,当物体悬浮时,ρ物=ρ液。受力分析:F浮=G物-F拉,物体在浮力、重力、向下的压力下处于平衡态,那么浮力公式就是:F浮=G物F压。
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