匀质、静止流体中刚性物体所受的浮力

根据流体静力学的结论,计算了重力场内匀质、静止流体中刚性物体在三种不同情形下所受的浮力,与阿基米德原理给出的结论一致。计算和讨论过程加深了对浮力本质的认识。     

浮力分析

本文运用从特殊到一般的讨论方法，总结出浸在液体里的物体受到浮力等于物体各表面所受压力的矢量和，从而加深对浮力概念的理解。     

水动浮力

在自然界,存在水静浮力和水动浮力.一个在水下或水面静态的物体承受水静浮力,阿基米德发现水静浮力的定量值等于该物体的排水量.一个在水下或水面对水平面保持某一攻角运动的物体会激起水动浮力.从物理定性看,水动浮力与运动物体的速度、尺度、吃水深度、攻角的角度、水的密度以及体现重力场对流场作用的重力加速度等物理因素密切相关.如果用数学解析式表述水动浮力的定量值,那么它是这些物理因素的函数.人们希望知道水动浮力,为此,提出研究这个问题.本文利用一种新的积分变换求解水动浮力问题,得到水动浮力定量值的解析表达式,该式概括了运动物体相关物理因素对水动浮力的贡献和它们之间的相互制约关系,与物理定性相符合.用本文的结果设计建造的实船,在实航验证时显示:理论计算得到的结果与试验实测得到的数据相符合.这表明,本文的研究结果是符合实际的,具有普遍意义.该方法可解决很多水动力工程的设计和生产问题.本文在最后,对比我们的研究结果,对前人的水动升力近似估算式做了讨论.     

如何辅导学生解浮力计算题

应用阿基米德定律和物体的浮沉条件等规律来解决有关浮力计算是中学物理教学中的一个难点.有关浮力习题,量大、题型多,由于浮力是随物体浸入液体中的情况不同而变化的,所以解浮力习题似乎没有一定的规律,因此不少学生反映,浮力定律好背,浮力习题难解,特别是有几次沉浮过程的复杂题,更是无从下手.解浮力习题主要应用三方面的物理知识:一是阿基米德定律,二是物体的浮沉条件,三是力的平衡知识,浮力习题变化虽多,但只要我们仔细观察,可以发现.浮力习题可划分     

一种新飞行器的设想

本文介绍一种通过改变飞行嚣表面流速从而使其产生浮力的新型飞行嚣结构.众所周知,向两张纸中间吹气会促使纸张相互靠拢,而不是分开.根据伯努利定理,物体表面的空气流速会影响空气对其的压力.新飞行器通过紧贴飞行器上表面的螺旋浆快速旋转来加速飞行器上表面空气流速,从而使其产生浮力.支持新飞行器飞行所需的动力很有可能会比直升飞机的小很多.如果新飞行器的设想是可行的话,它将会给我们的生活带来很多的便利.     

重心小魔术

正物体的重心在工程技术上和在日常生活中都有很重要的作用,建筑物、船舶、车辆、机械等都要考虑重心,以达到稳定的效果。那么,什么是重心呢,重心又是怎样确定的?简单地说,重心就是物体在地球引力场中各部分所受重力的合力的作用点。对于质量均匀分布的物     

中性浮力下实验体模拟对地定向控制律设计

中性浮力法是模拟空间微重力环境的一种常用手段,其原理是利用水的浮力平衡物体所受的重力,使物体处于漂浮状态。该方法模拟的微重力环境相似度高,持续时间长,可以提供6自由度运动模拟,因此采用该方法实现空间飞行器空间任务的地面模拟演示和功能验证是可行的。本文研究了中性浮力下实验体模拟对地定向控制律设计问题。文中首先根据流体力学和动量矩定理推导出实验体的姿态动力学方程,并通过本体坐标系与参考坐标系的关系,得出用于控制的动力学方程;然后在理想状态下基于该动力学方程,使用Lyapunov方法设计实验体模拟对地定向控制律,并证明了闭环系统的渐进稳定性;最后通过仿真验证了控制算法的性能。为中性浮力环境下实验体的空间任务模拟提供理论基础。     

阿基米德原理和浮力

物体受到的浮力,和物体浸在水中部分的体积相同的水的重量相等。 从本期起,新创立的“实验室”栏目将用绘图来解读科学的基本原理或法则。首先让我们来了解一下古希腊数学家阿基米德发现的“浮力”原理,也就是“阿基米德原理”。     

砂类土层中地下结构浮力的模型试验

通过模型试验的方法,对砂土地基中地下水浮力的力学效应进行分析,探讨了不同孔隙率下地下水浮力的变化规律和地下建筑结构所受浮力随水位的动态变化过程.试验结果表明:随着水位增加,水浮力呈现增长趋势,砂土地基孔隙率的大小对地下水的浮力未见明显影响,说明规范中规定,对砂类土层中按静水压力计算地下工程所受浮力是可行的.     

浅埋地下结构浮力模型试验研究

针对浅埋地下结构浮力试验的特点,研制了一套直接测定静水中结构底板所受浮力的模型试验系统.根据纯水中扬压力等于静水压力,确定了主要系统参数.利用该系统,对不同埋深下纯水、饱和砾石、中砂、细砂、粉土和黏性土中模型室底板受到的浮力及孔隙水压力进行了测试.试验结果表明,该系统在纯水中浮力测试的最大误差小于1%.饱和砾石、中砂、细砂和粉土中模型室底板所受浮力比其在相同条件下的纯水中受到的浮力小约5%,而饱和黏性土中模型室底板所受浮力与其在相同条件下的纯水中受到的浮力相等.饱和粉土和黏性土在填筑过程中,底板所受浮力极大,并可能超过被其排开的饱和土的重量,且测压管水头在填筑过程中均超过填土面高度,埋置越深的测压管水头越高.长期稳定状态下,饱和无黏性土和黏性土中各测压管中水头高度均与填土表面齐平.     

打造机器人版“曹冲称象”

“曹冲称象”在中国几乎是妇孺皆知的故事。年仅六岁的曹冲，利用漂浮在水面上的物体的重力等于水对物体的浮力这一物理原理，解决了一个连许多有学问的成年人都一筹莫展的大难题，这不能不说是一个奇迹。     

均匀流中缆索静力计算用表

为了方便对均匀流中缆索的计算,编制了本用表。本表的特点是将各种缆索的所有特性值都统一在三角函数的运算下进行。应用本表解决水中多缆索系统的近似计算法[2]中的静力学问题,也方便了很多。 一根完全挠性的缆索,假设在拉力作用下不计伸长,所受的流体力无垂直分量,而且与缆索径迹保持同面,又设该流体力为恒定,则其构形和作用力的示意如图1,而其静平衡微分方程为: 法向方向上: 切向方向上:式中 P——单位长度缆索的重力(要扣除浮力)D——流体力的法向分力,D一尸sin‘日,F——流体力的切向分力,F一。Y尸COS‘0,T——缆索构形中任意点的…     

测定物体微小质量变化的浮力天平原理与设计

利用双光束干涉原理与浮力定律,对一台能测定物体微小质量变化的浮力天平原理与设计进行了讨论.结果表明：无论是浮力天平的感量、灵敏度、最大载荷、精度等,都要比现有的天平优越,并具有广泛的应用领域.     

非贯性系中静止流体内的压强与浮力

非贯性系中静止流体内的压强与浮力余忠泽徽州师专在普通物理教材中，关于流体静力学的内容，一般只是在惯性系中进行讨论，对于非惯性系中的流体静力学问题，阐述得较少，本文试对非惯性系中静止流体内的压强以及浮力问题对非惯性系中静止流体内的压强以及浮力问题进行讨...     

松辽盆地滨北地区地层水密度对水动力的影响

地层水动力条件是影响松辽盆地滨北地区油气成藏的重要因素。地层水驱动力包括重力驱动、应力驱动和浮力驱动,前人针对浮力驱动的研究较少。一般都是从构造形态、地层压力、地层渗滤条件、地层水化学特征入手,研究向心流和离心流的分布。通过矿化度参数计算了地层水密度,研究了盆地边缘到坳陷中心地层水密度的变化引起变密度流体之间的浮力效应,用驱动力影响系数(DFR)分析重力驱动与浮力驱动的相对强度。研究表明油层产状、渗入水水头和流体密度等因素相互影响形成局部地区浮力效应显著地带,对整体流体运移方向产生影响。     

水驱油过程中浮力对油滴运移的影响

通过研究多孔介质内油滴的受力情况,分析了油藏在整个开发过程中流体之间作用力的相互关系及其对剩余油分布的影响,考虑了浮力在油藏不同开发阶段对油滴的作用,并应用达西定律研究了流体浮力对垂向剩余油分布的影响规律.分析结果表明,流体对油滴产生的浮力对垂向剩余油分布的影响在油层内部表现明显,而在靠近注水井和生产井附近的区域表现得不十分明显.     

水驱油过程中浮力对油滴运移的影响

通过研究多孔介质内油滴的受力情况,分析了油藏在整个开发过程中流体之间作用力的相互关系及其对剩余油分布的影响,考虑了浮力在油藏不同开发阶段对油滴的作用,并应用达西定律研究了流体浮力对垂向剩余油分布的影响规律.分析结果表明,流体对油滴产生的浮力对垂向剩余油分布的影响在油层内部表现明显,而在靠近注水井和生产井附近的区域表现得不十分明显.     

螺旋离心泵固液流体分层效应的涡旋形成机理

鉴于固液两相流在流体机械内部存在速度滑移现象,极易形成流体分层,导致压力梯度和密度梯度增大,进一步加剧了流体运动的复杂性,为讨论该情况下浮力效应对涡旋形成的机理,采用流体力学理论,利用数值模拟方法,对固液两相流在螺旋离心泵内部流动进行模拟和分析.结果表明:速度滑移现象在固相体积分数较大情况下更加明显,流体在各维度上分层使得浮力效应突出,该效应下等密度面线和等压线的斜交形成涡旋,同时,会使各流体层之间剪切力增大,流体呈现强非线性非定常湍流流动.结论揭示了浮力对于涡旋形成的作用机理,对于改善固液两相流在流体机械内部流动状况具有一定的指导意义.     

浮力初探

运用从特殊到一般的讨论方法，对浸在液体里的物体受到的浮力作了初步分析，有助于对浮力概念的理解。     

你失重过吗?

正生活在地球的引力场中(其他物体的引力可忽略),重力时刻伴随着我们。我们的某些感觉,以及我们身边的很多现象都是在重力环境中才有的。不但我们站立走路、躺下睡觉都要有重力才能做到,其实袅袅炊烟和"哗啦啦"流水等许多自然现象也是拜重力所赐。想一想,如果没有了重力,我们的感觉和我们看到的世界会是个什么样子?失重的感觉是很刺激的哦。你一定有过这样的体验吧?哦,没去游乐场坐过过山车、海盗船或者"跳楼机",也没在坐飞机或一些老式电梯"享受"到这种感觉?那么总会有从高处比如草堆或墙头上跳下来的经历吧,对了,瞬间失重感就是那种突然一紧的感觉。其实,身处引力场中,重力是不可能失去的,时时要受到重力的作用。重力还有一个特点,一个物体受到的重力是作用在物体