Чи відчував би предмет на дні моря все-таки плавучість? [зачинено]


11

Тож я розумію, що плавучість відбувається тому, що рідина чинить більший тиск під предметом порівняно з вище, як на цій фотографії введіть тут опис зображення

Отже, моє запитання полягає в тому, що робити, якщо предмет примушують до дна контейнера, щоб під ним не було рідини. Логіка полягає в тому, що якщо рідини внизу немає, нема чого її підштовхнути. Отже, чи відчував би цей об’єкт плавучість? Якщо так, то чому?

редагувати: цікаво побачити деякі відповіді, що не погоджуються між собою. Варто зазначити одне - за моїм підручником плавучість - це сила, яка відбувається через гідростатичного тиску - вона не має нічого спільного з щільністю об'єктів. Тож ті, хто скаже тоді, можуть відчути плавучість, тому що вона менш щільна - це неправильно, я думаю, це не плавучість.


Це дуже гарне запитання! Для своєї відповіді я припускав, що консервна плита плаватиме у воді (відчуває плавучість). І ви просите крайового корпусу, щоб контейнер спочатку притиснутий до землі.
rul30

1
так, про це я говорю
М. Вотер

1
пов'язана дискусія physics.stackexchange.com/questions/59866/…
agentp

2
Я голосую за те, щоб закрити це питання поза темою, оскільки це, мабуть, стосується теоретичного кращого випадку фізичних законів і було б більш доречним щодо обміну стеками фізики (де це дублікат). Запитане запитання, схоже, не зосереджено на реальних програмах чи інженерних аспектах.
JMac

1
Коментарі не для розширеного обговорення; ця розмова була переміщена до чату .
Повітря

Відповіді:


4

Так, ваш балон все ще матиме плавучість, коли він буде занурений на дно.

Незалежно від глибини занурення, будь-який предмет втрачатиме вагу, рівну вазі води, яку він витіснив, навіть якщо тримається на дні. Ви плутаєте гідростатичний тиск із плавучістю.

Гідростатичний тиск збільшуватиметься із глибиною, до тієї міри, що він може навіть розтрощити балончик. Але плавучість, яку здійснює вода на банці, залишається більш-менш однаковою, тому що вода майже не стискається, тому її щільність є більш-менш однаковою. на мілководді та глибокій воді. Отже, вода, що переміщується, буде важити однаково на дні, а плавучість, яку вона викликає, була б однаковою.


3
Чому голоси?
Wossname

2
Сумні роздуми про якість сайту. Плавучість буває навіть з шматочком бетону, відрізаним від зануреної передньої частини, який виступає в якості опори для моста. Ви збираєтеся відняти вагу води для обчислення фундаментальних навантажень.
kamran

1
100% правильно. Чиста різниця між силою гравітації вниз та отриманим гідростатичним тиском - "плавучість". Коли об'єкт щасливо бовтається на поверхні, плавучості немає. Якщо об'єкт вимушений над поверхнею, гравітація виграє, якщо вона вимушена внизу, плавучість виграє, поки обидві сили не зрівняються. Будь-яка припущення про те, що плавучий предмет, застряглий на дні водойми, не відчуває плавучості - це нісенітниця!
Дональд Гібсон

3
У цьому аналізі є проблема, яка, здається, ігнорує суть питання. Чи існує гідростатична сила на дні, коли під нею немає води? Це, мабуть, не вирішує цього питання, і просто говорить: "плавучість однакова, оскільки різниця в гідростатичному тиску однакова"; але ви не звертаєтесь до крайнього випадку, на якому зосереджено це питання; той випадок, коли в них нижче води немає. Ви не пояснюєте, як ви могли б виявити гідростатичний тиск без рідини в першу чергу.
JMac

1
@AsymLabs Ви описуєте математику, що стоїть за плавучістю; але ігноруючи, чому це проявляється. Плавучість існує через баланс гідростатичних сил на об'єкт; і підвищений тиск при збільшенні глибини. Для будь-якої закритої поверхні, що зазнає впливу гідростатичної сили; ми отримуємо повну плавучість на тілі. Для випадку предмета з поверхнями, які видаляються від гідростатичного контакту з рідиною; це вже не закрита поверхня, на яку діє тиск; і тому плавучість не може бути наївно застосована так само, як занурений об'єкт.
JMac

2

Так, так - простір, який займає об'єкт, легше, ніж рідина навколо нього, тому він хоче піднятися.

Те саме, що штовхати кульку на дно ванни - чи залишається вона там?

Редагувати: для тих, хто говорить, що форма кулі має все значення: спробуйте її з пластиковим порожнистим кубиком (наповненим повітрям), щоб кубик лежав плоско на поверхні ...


1
це не така простота, питання полягає в тому, що є балончик, з огляду на "ідеальну", чи не було б сили тиску вгору. Ваш приклад з м'ячем - це дійсно те, що має значення. Тому що куля торкається лише дна невеликою площею.
rul30

@ rul30 спробуйте його з порожнім пластиковим кубом, то ...
Сонячний Майк

1
як rul30 mentiones - я кажу про теоретично досконалу форму та теоретичний сценарій. У кожному повсякденному об’єкті є кілька крихітних отворів, каналів і речей (я здогадуюсь)
М. Вотер

1
Ну яка різниця це має? Згідно з моїм підручником, сила плавучості не має нічого спільного з щільністю об'єкта, просто його об'єм
М. Вотер

1
@ M.Wother Якщо ви правильно читаєте, то ваш підручник невірний. саме маса на заданий об'єм об'єкта порівняно з масою навколишньої рідини на один і той же об'єм визначає, чи тоне предмет або піднімається - маса на об'єм - це визначення щільності.
AsymLabs

2

Я не впевнений, чому SolarMike видалив свою відповідь. Єдине, що тримає бляшанку до землі ("гордий" у військово-морському відношенні) - це сила вакууму, тобто той самий тиск, який утримує вас від піднімання банки зі столу, якщо до столу є ідеальна печатка.
До тих пір, поки щільність банки менша, ніж у навколишньої рідини, вона відчує плавучу силу. Не плутайте існуючу силу із силою нетто . Після того, як з'явиться канал, який дозволяє протікати під водою під водою, дельта-тиск води з глибиною призведе до того, що балон може піднятися на поверхню. (Це питання тиску проти глибини, а не щільності). Як показано на сторінці Вікіпедії, тиск на дні банки (тиск води) більший, ніж у верхній частині банки, тим самим змушуючи балон підніматися. Цей перепад тиску існує навіть тоді, коли ємність пишається; це просто брак тиску, що призведе до того, якби там утворився вакуум, який утримує ємність до землі. Отже, підсумовуючи, балончик завжди бачить плавучу силу.


1
"ідеальна печатка до столу." Як кажуть, присоска
joojaa

@joojaa саме так
Карл Віттофт

1
@CarlWitthoft Я видалив його, оскільки мені не вдалося зрозуміти інших - скасував його зараз. Ви зробили крапку кращою силою.
Сонячний Майк


1
"Поки щільність банки менша, ніж у навколишньої рідини, вона відчує плавучу силу". Це має бути справедливим лише в тому випадку, якщо всі сторони насправді відчувають гідростатичну силу. Наскільки я можу сказати, суть питання в цьому; "що станеться, якщо там не давати жодної рідини". Це, мабуть, не вирішує конкретний випадок, або, принаймні, не переконливо, крім того, щоби лише стверджувати, що це діятиме саме так.
JMac

1

Це питання є теоретичним / академічним кращим випадком.

Тіло у воді буде відчувати дві сили:

  1. Тиск, що діє на всі поверхні, що контактують з водою
  2. Гравітація, що діє на масу тіла

Стаття про плавучість у Вікіпедії дуже добре пояснює, як створюються наступні рівняння. Ця стаття також дає визначення плавучості як:

У фізиці плавучість або поштовх - це сила вгору, яку чинить рідина, яка протистоїть вазі зануреного предмета.

(Читач повинен вирішити, чи все ще занурене тіло на землю.)

FBσA

FB=σdA

Для зануреного тіла можна використовувати теорему Гаусса . Це означає, що можна замінити область-інтеграл об'ємом-інтегралом. Однак у цьому крайовому випадку аегра-інтеграл тіла не «закритий». Оскільки банка сидить на землі, у нижній частині банки немає води (тиску) (див. Також пояснення в Physics.SE 1 , 2 ).

Це означає для крайнього випадку, що тіло контактує з землею, не можна використовувати рівняння на основі об'єму-інтеграла:

FB=ρVdisplacedg

Єдиний спосіб обчислити силу плавучості - це інтеграція векторів тиску на поверхню тіла.
Це означає, що ідеальний рівний грунт і досконалий може стати аера-інтегралом:

FB=pattopofcanAtop

Потужна сила (плавучість і гравітаційна сила):

Fnet=pattopofcanAtopmcang

FB

Дуже схожий ефект мають термічні . Коли сонячне світло воює повітря на землі, його щільність зменшується, оскільки у вашого об'єкта під водою у вас немає сили вгору (тиску), оскільки під бойовим повітряним міхуром немає нічого більш високої щільності. Вам потрібне порушення, якщо ця стабільна система, яка підводить рідину більш високої щільності під область низької щільності, щоб отримати плавучість. Наступний малюнок звідси ілюструє ці кроки. зображення терміків


Не погоджуючись - єдине, що тримає бляшанку до землі («гордий» у військово-морському відношенні) - це вакуумна сила. До тих пір, поки щільність банки менша, ніж у навколишньої рідини, вона відчує плавучу силу.
Карл Віттофт

@CarlWitthoft, будь ласка, зверніть увагу, що питання полягає в самій теоретичній краєвиді, що під водою під водою немає води.
rul30

1
@ rul30 ваші аргументи взагалі не мають сенсу! Чиста різниця між силою гравітації вниз та отриманим гідростатичним тиском - "плавучість". Коли об'єкт щасливо бовтається на поверхні, плавучості немає. Якщо об'єкт вимушений над поверхнею, гравітація виграє, якщо вона вимушена внизу, плавучість виграє, поки обидві сили не зрівняються. Будь-яка припущення про те, що плавучий предмет, застряглий на дні водойми, не відчуває плавучості - це нісенітниця! - Дональд Гібсон 31 січня о 2:26
Дональд Гібсон

1
Я трохи стурбований тим, що ця відповідь все ще здається голосною, хоча це єдиний, який, здається, безпосередньо стосується питання, про яке йдеться.
JMac

1
@CarlWitthoft Що таке "сила вакууму"? Сила, яку ви отримуєте, коли вакуум прикладається до чогось, полягає в тому, що в цьому місці немає тиску; і тиск скрізь. Сам вакуум не там, звідки подається сила. Причина не плаває в тому, що ви позбудетесь гідростатичного тиску нижче; викликає зміну балансу тиску; який тепер спрямований вниз замість вгору, ви зазвичай отримуєте із закритою поверхнею під гідростатичним тиском.
JMac
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.