电梯中的浮力怎么计算

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/08 19:19:57
电梯中有一个盛有水的烧杯,水中漂浮有一个质量为m的正方体小物块。电梯静止时小物块浮于水面,排开水体积为V,那么浮力F=ρVg(ρ为水的密度,g为重力加速度)。现在,电梯以加速度a加速上升。稳定后由牛2定律得浮力F必大于重力,才能提供小物块的加速度。现有两种猜测:
1、小物块通过下沉使排开水的体积增大,从而使浮力增大来提供加速度。
2、小物块不会下沉,通过改变浮力公式F=ρVg中的g来增大浮力,从而提供加速度。此时浮力F=ρV(g+a)
请问,那一种是正确的?一定要有理由。

我个人比较倾向2。因为,装有水的底面有一个洞的桶在自由落体时水不会从洞漏出,说明有加速度时,液体对容器底的压强不再是ρgh,所以我认为这里水正方体小物块底部压强不一样,物体排开水的体积可能不变。

请大家帮我解释一下到底哪个是正确的,另外,F=ρVg中g到底是指什么?
先感谢各位!

无需猜测,通过科学分析,可得物体在水面下的体积保持不变,即不升也不降,理由如下:
当电梯静止时,由阿定律,ρ水gV排=ρ物gV物 V排/V物 =ρ物/ρ水
电梯以加速度a加速上升时,水和物体同时超重,重力加速度同时由 g 增至 g’(g’=g+a),由阿定律,ρ水g’V排=ρ物g’V物 仍得:V排/V物 =ρ物/ρ水
加速前后物体排开水体的体积不变,故尽管加速,但无动于衷,看不出变化。

g和g’都是单位质量(m=1)物体的质量力。质量力包括重力和惯性力,电梯加速上升时,除了向下的重力作用外,还有一个向下的惯性力(惯性力方向总是与加速度的方向相反)。

2是正确的
F=ρVg
浮力是上下表面所受的压强的差再乘以面积所得来的,而压强=ρHg,当电梯加速上升时,水中的压强也会增大,P=ρH(g+a)
所以F=ρV(g+a),而小物体不会下沉。 g是所受重力和质量本身的关系,在特定的时候是可以改变的,如两极与赤道、电梯等。

当然是1正确.
当加速度为a时,物块,烧杯,电梯,相对静止,物块漂浮在水面上,受到的合力:
F=ma=ρVg-mg.其中,ρ,V,g,m为常数,通过a即可求出新的V.

呵呵。1是正确的,F=ρVg中g到底是指重力加速度,在地球上这是个常数,不会变的!

2 m(g+a)=p(g+a)V,g约了不上浮也不下沉,g是指重力加速度,电梯里应该为g+a,浮力是由水压产生的,l深的水压为pgl,压力=浮力=pglS=pgv,电梯里l深的水压为p(g+a)l,压力=浮力=p(g+a)lS=p(g+a)v