✔ 最佳答案
物體能夠浮在水面的原因是其所受浮力等於其空氣中的重量,也就是浮力等於其所受地球引力,以下簡稱為浮力等於空中重。
先看此物體的空中重,2000公噸,等於2000000000公克。(為配合水的密度1g/cm^3,所以先換成公克)
接下來要知道物體所受浮力如何算。浮力等於物體排開的液體重,也就是物體在液面下的體積乘以液體的密度。設物體沈入液體的體積為V(cm^3),液體為水(密度約為1),則排開的水中(即浮力)為Vx1=V(公克),但浮力要支撐物體的空中重,所以V就等於2000000000立方公分,也就是2000立方公尺,現在物體體積為40x40x10=16000立方公尺,所以只要沈入2000/16000=1/8的體積入水就可以浮著。你的水箱有10000立方公尺的水是夠的,但因為要排開2000立方公尺的水,水箱底面積是100x100=10000平方公尺,所以水面會上升2000/10000=1/5(公尺)=20(公分)高的水,所以水香水不能裝滿,會溢出來,要裝80公分高以下的水深。
最簡單計算實心物體是否能浮在水面的方法就是,他的密度比水小就能浮著。此物體密度為2000000000公克/16000000000立方公分=1/8=0.125(公克/除以立方公分),所以可以輕易浮著。而他的密度和水密度的比值就是他浮著時在液面下的體積和整個物體體積的比。
所以也可以如此計算,先算出他的密度為1/8,確定可以浮,且知道有1/8會在液面下。再把整個體積16000立方公尺乘以1/8,就知道沉下去的體積為16000x(1/8)=2000立方公尺了。
2013-02-20 09:14:46 補充:
是的,正確答案。因為物體密度和水密度的比是下沉體積和整體體積的比,這裡所指的物體密度是指其平均密度。不管物體是什麼混和材質,只要把總質量除以總體積就能得到平均密度。所謂加浮板,就是加上一個質量很小但體積很大的東西,這樣當然會使物體的平均密度降低很多,就更能浮出。
若物體平均密度比水大就一定下沉沒錯。
更詳細可參考我的另一篇解答
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1013020303147
2013-02-21 14:03:30 補充:
謝謝意見區沙非大的提醒
上面有一個計算步驟用錯數據了
在計算下沉深度時,排開水的體積是2000立方公尺沒錯,但除以底面積時應該除以物體的底面積,我誤用了水箱的底面積,因此,
2000/(100*100)=2000/10000=1/5(公尺)=20(公分)是錯誤的
應該修正為
2000/(40*40)=2000/1600=1.5公尺 才是正確的
因此此水箱無法將此物體浮起,不是水不能浮起,是水箱深度不夠。特此更正。
不過沙非大的最後一句話我不是很同意,要浮起此物體並不需要什麼好形狀,只要放得下40m*40m的物體,深度超過1.5m即可,水量也不能少於2000立方公尺。
2013-02-21 14:07:52 補充:
1.5m的深度是重點,形狀不是重點,一定要放1.5m深以上的水才能浮。水箱若變大,水量當然要增多,要保持水深1.5m以上。
2013-02-21 14:41:58 補充:
怎會不計外流的?難道只裝薄薄一層水就把2000頓重的物體摔進水箱裡去浮嗎?人家問的是工程上的問題,要考慮到實際的可行性。
2013-02-21 22:10:10 補充:
當然是工程問題,這些水是後來對浮力沒有貢獻,但是可以讓物體置入時緩降下下去,實際上的操作應予以考慮。別人認為有關係,你可以反對說沒有關係,但你說別人認為的關係是狗屁關係,而我並沒有要你接受我的觀點,因此我就不想再和你討論下去。
"2:重2000公噸,,體積40公尺X40公尺X10公尺 D=M/V=2000/16000=0.125克/立方公分(克/立方公分=公斤/立方公尺)密度比水小可浮在水面上
重2000公噸的水量可以讓他浮在水面上"
只要容器形狀夠好,很少量的水就能讓他浮
2013-02-21 14:23:45 補充:
2013-02-21 14:07:52 補充
1.5m的深度是重點,形狀不是重點,一定要放1.5m深以上的水才能浮。水箱若變大,水量當然要增多,要保持水深1.5m以上。
Ans. 1.5m的深度是重點, 沒錯,所以 底面積比較沒有關係吧?
40.1*40.1*15.1的容器體積就可以浮了, 對吧?
請問, 這樣的容器與浮體,真正需要的水是多少?(不計外流的,只計杯子內的)
又問,是否有更合身的容器?
2013-02-21 17:53:17 補充:
工程問題? 別鬧了,這麼粗造的描述離實際工程還很遠.
""怎會不計外流的?
我們就事論事,你裝滿一缸水,投入一個2000Ton的浮體, 結果流掉了2000Ton的水.
然後你引用阿基米德原哩,說流掉了2000TON水所以可以浮起2000TON,是這樣嗎?
所以那流掉的2000TON水都流進了臭水溝以後會發功抬起重物嗎?
事實就是,跟流掉的水沒啥狗屁關係,
再請問您,
你在滿水的浴缸中丟一塊小浮板下去,發現浮板浮起來,
然後您在乾燥的浴缸先放一塊浮板在緩慢加水,然後發現浮板浮不起來了嗎?
2013-02-22 00:11:03 補充:
""當然是工程問題,這些水是後來對浮力沒有貢獻,但是可以讓物體置入時緩降下下去,實際上的操作應予以考慮。
有一種工程機具叫"吊車" , 難道2000ton的重物是20000隻僵屍抱進去的?
"重2000公噸的水量可以讓他浮在水面上,"
這題從頭到尾我都只是要打這個而已,你有回應,我就闡明想法.
明明如2f自己所言,多少水跟多少浮力是沒有關係的,大家還可以這樣算的很開心,
看到了我其實也是笑得很開心阿XD!
2013-02-25 03:03:57 補充:
"40.1*40.1*1.6的容器體積就可以浮了, 對吧?
請問, 這樣的容器與浮體,真正需要的水是多少?(不計外流的,只計杯子內的)
又問,是否有更合身的容器?
煌兄,你要不要算一下這個水缸再裝入浮體後,能容下多少水阿?
還是你要說這個水缸浮不起東西呢?
還是你要說蛋花湯的蛋浮在鍋子裡,撈到碗裡就浮不起來呢?
""
既然你也知道看的是向上水壓力,就應該也知道產生向上靜水壓的條件只跟深度有關,跟周圍甚至底部寬不寬闊是沒有關係的.
這才是 " X噸重就需要Y噸水 " 這種回答我一直冷嘲熱諷的癥結所在
2013-02-25 17:20:14 補充:
煌兄,我們講的東西從來就不是密閉容器, 何必把巴斯卡也牽拖進來
"產生向上靜水壓的條件只跟深度有關,跟底部形狀沒有關係的是沒錯.但條件是要:密閉液體"
這一句大大的有問題阿,難道關於以下水壓的描述不對了嗎?
A.開口容器的水壓力隨深度遞增,
B,靜止液體的水壓力各方向相等.
推論
C,開口容器的靜止向上水壓力 隨深度遞增.
在計算時,只要避開毛細現象或其他邊界問題,
2013-02-25 17:37:01 補充:
你們講一堆公式,那有甚麼用呢? 我給你們思考的問題都很直接.常識可證.
STEP0: 依各位之意,找一個過大的容器,把浮體丟進去 => 可浮
sTEP1. 容器下方洩水,(保留些微高度) ,把液面以上容器壁削掉 => 可浮?
STEP2. 在浮體四圍重新插入四面牆並與底部焊死,使其內外部水分開(開始縮小容器底面積),此時大容器內有小容器,小容器內有物體. => 可浮?
STEP3. 大容器洩水,保留小容器內的水, =>可浮?
STEP4. 小容器洩水後, 浮體觸底,重新注水 =>可浮?
Q:STEP4 的注水量?
是不是請煌兄再試算一下?