- 主题:[求助]一个浮力问题
我咋觉得棒的运动应该是:一边竖直向上平动,一边绕着A点转动,但浸没的长度L不变,直到竖直状态
【 在 webhost 的大作中提到: 】
: 以A点为支点,重力矩不考虑倾角的话始终不变,同样不考虑倾角的浮力矩也应该不变。
: 然而浮力矩等于浮力x力臂,浮力跟L成正比,力臂跟L0-L/2成正比,所以两者乘积无法自然抵消掉L,导致若要浮力矩为常数,则L必须为常数。
: 进而推论得到浮力为常数,进而F为常数。
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FROM 123.139.105.*
绕出水点转更简单一些,转动轴是固定点。
A点竖直向上、棒子绕A转,这样也是可以的,不影响结果。
【 在 gylwj (火柴) 的大作中提到: 】
: 我咋觉得棒的运动应该是:一边竖直向上平动,一边绕着A点转动,但浸没的长度L不变,直到竖直状态
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FROM 27.38.192.*
我发现之前弄错了,两侧并不能抵消,因为是倾斜的,对称两侧的合理,总的是一个向右上方的力。没一小段都是这样,所以总体的合力就是作用在浮力中心。
【 在 gylwj 的大作中提到: 】
: 斜劈所受压力和底面所受压力的矢量和竖直向上,能否认为作用在B点所在的水平截面上(那个椭圆截面)?
: 因为这个邪僻和底面恰好围城一个椭圆截面
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FROM 183.128.140.*
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- 来自 水木社区APP v3.5.4
【 在 gylwj 的大作中提到: 】
求助一下,答案是ACD,这个争议不大。
我认为浮力是作用在B点上的,在杆恢复竖直之前,浮力大小不仅是恒定的,而且基本等
- 来自 水木社区APP v3.5.4
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FROM 115.171.167.*
设木棒总长度是S,重量为G,以A点为杠杆支点。
木棒受到的浮力与L成正比,设为k*L,其浮心就是排开的水体的重心,在L的中点处。
G*(S/2)*cosα = k*L*(S-L/2)*cosα
可以算出在α达到90°之前,两边的cosα非零,可约去,剩下一元二次方程可解出L是固定值。
α达到90°之后就是竖直状态了,不再套用杠杆公式,直接就因为F往上提,L变小。
其他几个选项就很好推了。
补充说明,重心和浮心其实都是虚拟概念,为了方便计算而提出的。重力其实是地球作用于木棒的每一颗原子上的引力的合力,综合表现是作用在重心位置。浮力是液体作用于木棒在水面下每一点的压力的合力,综合表现在浮心处,也就是排开液体的重心处。
对于这道题,其实木棒的质量分布不均匀也不影响结论,只不过G的重心位置不在S/2处而已,但浮心肯定在L/2处。
【 在 gylwj 的大作中提到: 】
: [upload=1][/upload]
: 求助一下,答案是ACD,这个争议不大。
: 我认为浮力是作用在B点上的,在杆恢复竖直之前,浮力大小不仅是恒定的,而且基本等于重力的一半,这个争议比较大。
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修改:langman FROM 49.92.155.*
FROM 49.92.155.*
谢谢耐心的解释。
我的意思是浮力不仅是个定值,还可能等于重力的一半。
【 在 langman 的大作中提到: 】
: 设木棒总长度是S,重量为G,以A点为杠杆支点。
: 木棒受到的浮力与L成正比,设为k*L,其浮心就是排开的水体的重心,在L的中点处。
: G*(S/2)*cosα = k*L*(S-L/2)*cosα
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FROM 113.201.200.*
等于重力一半这个结论没任何道理,除非杆的密度以及浸在水中的长度L相对于杆长的比例满足特定的关系。
【 在 gylwj 的大作中提到: 】
: 谢谢耐心的解释。
: 我的意思是浮力不仅是个定值,还可能等于重力的一半。
: 【 在 langman 的大作中提到: 】
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--来自微水木3.5.11
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FROM 114.253.35.*
不过我做了一个简单的实验,确实比较接近重力的一半。有机会找个大水池,拿个大木棍再实验一下...
【 在 Dionusos 的大作中提到: 】
: 等于重力一半这个结论没任何道理,除非杆的密度以及浸在水中的长度L相对于杆长的比例满足特定的关系。
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FROM 123.139.114.*
推导了一下,不可能满足浮力等于重力一半的条件。
假设杆的密度为rho,水面上杆的长度为l(小写的L),杆的底面积是S。根据力和力矩平衡,可以用水的密度、大L和小l表示出rho,从而的到重力和浮力。浮力与重力之比为(L+l)/(L+2l)。不可能等于1/2。
【 在 gylwj 的大作中提到: 】
: 不过我做了一个简单的实验,确实比较接近重力的一半。有机会找个大水池,拿个大木棍再实验一下...
: 【 在 Dionusos 的大作中提到: 】
: : 等于重力一半这个结论没任何道理,除非杆的密度以及浸在水中的长度L相对于杆长的比例满足特定的关系。
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--来自微水木3.5.11
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FROM 114.253.35.*
如果杆的密度无限小,的确可以无限接近 1/2
【 在 Dionusos (酒神要努力工作了) 的大作中提到: 】
: 推导了一下,不可能满足浮力等于重力一半的条件。
: 假设杆的密度为rho,水面上杆的长度为l(小写的L),杆的底面积是S。根据力和力矩平衡,可以用水的密度、大L和小l表示出rho,从而的到重力和浮力。浮力与重力之比为(L+l)/(L+2l)。不可能等于1/2。
: 【 在 gylwj 的大作中提到: 】
: : 不过我做了一个简单的实验,确实比较接近重力的一半。有机会找个大水池,拿个大木棍再实验一下...
: : 【 在 Dionusos 的大作中提到: 】
: : : 等于重力一半这个结论没任何道理,除非杆的密度以及浸在水中的长度L相对于杆长的比例满足特定的关系。
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: --来自微水木3.5.11
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FROM 163.125.192.*