物體在流體中的狀態
物體在靜止的流體中會受到重力和浮力的作用,這兩種力決定著物體的狀態:
(1)重力大于浮力時,物體會下沉到底,稱為沉體,例如水底的石子;
(2)重力等于浮力時,物體可以潛沒在流體中維持平衡,稱為為潛體,例如潛艇,水雷;
(3)重力小于浮力時,物體會上浮直到部分位置露出,達到浮力與重力相等,稱為浮體,例如船,浮標,氣球。
對于浮體和潛體來說,當重力和浮力相等時,物體既不上浮也不下沉,看似平衡,但若是重力和浮力的作用線不重合,就會產生力矩使物體傾斜轉動。所以只有當重力和浮力大小相同,且作用線重合時,物體處于平衡狀態。
浮體的平衡
浮體只有部分體積浸沒在液體中,所以當浮體改變姿態時浸沒在液體中那部分的體積、形狀和浮心位置都可能發生改變,情況比較復雜。與潛體一樣只要浮體重心低于浮心時,浮體總處于穩定平衡狀態;若當浮體傾斜時,重力與浮力構成恢復力偶,使浮體回到平衡位置。
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