压力、密度与浮力

公式与原理

一、压力公式

• $P={\frac {F}{A}}$
• P是压力
• A受力面积
• F是物体所受的垂直力

二、密度公式

• $D={\frac {M}{V}}$
• D是密度
• M是质量
• V是体积

三、浮力公式

流体内部一团物质所受的浮力

• F=D×V
• F是物体所受的浮力
• D是四周流体的密度
• V物质所排开流体的体积

四、浮力来源

(一)压力叠加

• 流体内部深度越深，压力越大
• 流体十层的横向截面积都相同，设为 A
• 各层底部所受的重力/A，P10所受的重力是1~10层所累积下来的重力，P9所受的重力是1~9层所累积下来的重力

(二)流体内部静止一点之压力

均匀的流体内的任一静止的质点所受的静压力只与垂直高度有关，因此P1~P8对该质点的压力都相等。

(三)固体取代流体的压力差

• 灰色部分为固体，白色部分为液体，在物体四周的液体会对物体施加压力所以当下方液体(P7~P10)大于上方液体(P1~P3)时就会产生浮力，让物体浮起来，所以物体在流体中所受的浮力等于排开流体的重量。
• 如果物体的重量大于相同体积的液体重(物体密度大于液体密度)则物体所受浮力小于物体的重力, 故物体会下沉
• 如果物体的重量小于相同体积的液体重(物体密度小于液体密度)则物体所受浮力大于物体的重力, 故物体会上升

PHET

下载点1(游戏1) 解说:

• 分为五种模式:
  1. 质量相同:有四样不同的物质，不可调质量和体积
  2. 体积相同:有四样不同的物质，不可调质量和体积
  3. 密度相同:有四样不同的物质，不可调质量和体积
  4. 神秘的东西:有五样不同的物质和磅秤，不可调质量和体积
  5. 自定:在自定模式里又分为两种模式
  • 1. 自定:可调质量和体积
    2. 材料:有保丽龙、木头、冰、砖块、铝，可调质量和体积
• 玩法:
  1. 自订:可先调质量和体积，然后将东西放在100升的水里看水的变化
  2. 质量相同:将东西放在100升的水里看水的变化
  3. 体积相同:将东西放在100升的水里看水的变化
  4. 密度相同:将东西放在100升的水里看水的变化
  5. 神秘的东西:将东西放在100升的水里看水的变化
• 游戏目标:
  1. 了解质量相同，密度不同体积的变化

下载点2(游戏2) 解说:

• 分为两种模式:

简介、浮力游乐场

• 简介里有三种模式
  1. 质量相同
  2. 体积相同
  3. 密度相同
• 三种模式功能皆相同只有物质不同
• 功能
  1. 显示
  • 1. 重力
    2. 浮力
    3. 接触
    4. 质量
    5. 力大小
    6. 有磅秤
    7. 可调液体
    • 1. 水
      2. 油

浮力游乐场

• 浮力游乐场有两种模式
  1. 一种物质模式和两种物质模式，功能相同
  • 1. 可调质量、体积、有磅秤、可调液体密度和可显示重力、浮力、接触、质量、力大小

游戏2玩法与游戏1相同