浮力计算原理

Archimedes' Principle · 阿基米德定律

基本原理

浮力是指流体对浸入其中的物体产生的向上的作用力,由古希腊科学家阿基米德在公元前3世纪发现并提出。

根据阿基米德原理,浸在流体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体排开的流体的重量。这一原理不仅适用于液体,也适用于气体。

F = ρ × g × V

公式变量

F
浮力大小 (单位: 牛顿 N)
ρ
流体密度 (单位: kg/m³)
g
重力加速度 (9.8 m/s²)
V
排开流体体积 (单位: m³)

应用场景

浮力计算在船舶设计、潜水装备、气象气球等多个领域有重要应用。通过精确计算浮力,工程师可以确定物体的浮沉状态及其稳定性。

当浮力大于物体重量时,物体上浮;当浮力等于物体重量时,物体悬浮;当浮力小于物体重量时,物体下沉。

F > G ⇒ 上浮
F = G ⇒ 悬浮
F < G ⇒ 下沉

本报告基于经典流体力学原理,所有计算均假设为理想流体环境。

实际应用中需考虑流体粘度、表面张力等复杂因素。