海の底にある物体は依然として浮力を経験しますか?[閉まっている]


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だから、浮力が発生するのは、この図のように、流体が上に比べてオブジェクトの下から大きな圧力をかけるためです。 ここに画像の説明を入力してください

だから私の質問は、オブジェクトがコンテナの底に押し込まれ、その下に流体がないようにしたらどうなるでしょうか。ロジックは、下に液体がない場合、押し上げるものは何もないということです。それで、そのオブジェクトはまだ浮力を経験するでしょうか?はいの場合、なぜですか?

編集:いくつかの答えが互いに同意しないのを見るのは興味深いです。注意すべきことの1つ-私の教科書によると、浮力は静水圧によって発生する力であり、オブジェクトの密度とは関係ありません。つまり、密度が低いために浮力を体験できると言う人は間違っていると思います。浮力ではありません。


それはとても良い質問です!私の答えのために、私は豆の缶が水に浮くだろうと仮定しました(経験の浮力)。そして、あなたは最初にコンテナが地面に押し付けられるというエッジケースを求めています。
rul30

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はい、それが私が話していることです
M.ウーザー

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関連ディスカッションphysics.stackexchange.com/questions/59866/...
agentp

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これは物理的な法則の理論的なエッジケースに関するものであり、物理スタックの交換(重複している場合)に適しているため、この質問をトピック外として締めくくります。質問は、実際のアプリケーションや質問のエンジニアリングの側面に焦点が当てられていないようです。
JMac 2018

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コメントは詳細な議論のためのものではありません。この会話はチャットに移動しました
エア

回答:


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はい、缶は底に沈められても浮力があります。

水没の深さに関係なく、オブジェクトは、底に保持されている場合でも、移動した水の重量に等しい重量を失います。静水圧と浮力を混同します。

静水圧は深さとともに増加し、缶を押しつぶすほどの圧力になります。ただし、水はほぼ非圧縮性であり、密度はほぼ同じであるため、水が缶に及ぼす浮力はほぼ同じままです。浅い深い水で。したがって、移動した水は底部で同じ重量になり、それが引き起こす浮力は同じになります。


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なぜ反対票?
Wossname

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サイトの品質に関する悲しい反省。浮力は、水没前に沈められ、橋の橋台として機能するコンクリートの破片でさえ起こります。基礎荷重を計算するために水の重量を差し引きます。
kamran 2018年

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100%正解です。下向きの重力と結果として生じる静水圧の間の正味の差は「浮力」です。物体がうれしそうに水面に浮かんでいるとき、浮力はありません。オブジェクトが水面より上に強制される場合、重力が勝ち、下に強制される場合、両方の力が等しくなるまで浮力が勝ちます。池の底に付着した浮力物体が浮力を感じないという提案はナンセンスです!
ドナルドギブソン

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この分析には問題があり、問題のポイントを無視しているようです。下に水がない場合、静水力は底に存在しますか?これは、実際にはそれに対処していないようであり、「静水圧の差が同じであるため、浮力は同じです」とだけ言います。しかし、この質問が焦点を当てているエッジケースには対処しません。彼らが下に水がない場合のケース。そもそも流体なしで静水圧をどのようにして表現できるかについては説明しません。
JMac 2018

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@AsymLabs浮力の背後にある数学について説明しています。なぜそれが現れるのかを無視する。浮力は、物体に対する静水力のバランスのために存在します。深さが増すと圧力が増します。静水力の影響を受ける閉じた表面の場合; 私たちは体に完全な浮力を与えます。流体との静水圧接触から取り除かれた表面のある物体の場合; 圧力が作用するのはもはや閉じた表面ではありません。したがって、浮力は、水中オブジェクトと同じように単純に適用することはできません。
JMac 2018

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はい、そうです-オブジェクトが占有するスペースは、周囲の流体よりも軽いため、上昇したいと考えています。

お風呂の底にボールを押すのと同じです-それはそこに留まりますか?

編集:ボールの形状がすべての違いをもたらすと言う人のために:キューブを表面に平らに置くことができるように(空気で満たされた)プラスチックの中空のキューブで試してください...


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それはそれほど簡単ではありません。問題は缶についてです。「完全な」缶を考えると、上向きの圧力はありません。ボールを使用した例は、実際に違いを生むものです。ボールは小さな面積で底に触れるだけなので。
rul30

@ rul30中空のプラスチックキューブで試してみてください
Solar Mike

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rul30が言及しているように-私は理論的に完璧な形と理論的なシナリオについて話しています。日常のすべてのオブジェクトには、小さな穴やチャネルなどがあります(私は推測しています)
M.ウーザー

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さて、それはどのような違いをもたらしますか?私の教科書によれば、浮力は物体の密度とは何の関係もありません

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@ M.Wotherあなたがそれを正しく読んでいるなら、あなたの教科書は間違っています。オブジェクトが沈むか上昇するかを決定するのは、同じボリュームあたりの周囲の液体の質量と比較した、オブジェクトの特定のボリュームあたりの質量です。ボリュームあたりの質量は密度の定義です。
AsymLabs 2018

2

SolarMikeが彼の回答を削除した理由がわかりません。缶を地面に保持している唯一のもの(海軍用語で「誇り高い」)は、真空力、つまり、テーブルに完全なシールがある場合に、缶をテーブルから持ち上げないようにする同じ圧力です。
缶の密度が周囲の液体の密度よりも低い限り、浮力が発生します。既存の正味の力を混同しないでください。缶の下に水を流すためのチャネルがあると、深さのある水の差圧により、缶が表面まで上昇します。(それは密度ではなく、圧力対深さの問題です)。ウィキペディアのページに表示されているとおり、缶の底部の圧力(水圧)は、缶の上部の圧力よりも高いため、缶を強制的に上昇させます。この圧力差は、缶が自慢しているときでも存在します。地面に缶を保持するために真空がそこに形成された場合に生じるであろう圧力の不足です。要するに、缶は常に浮力を見ることができます。


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「テーブルへの完璧なシール。」吸盤のように
joojaa

@joojaaまさにそれ
カール・ウィトフト

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@CarlWitthoft他の人に理解してもらうことに失敗していたので、削除しました-削除を取り消しました。あなたは浮力でポイントを良くしました。
ソーラーマイク


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「缶の密度が周囲の液体の密度よりも低い限り、浮力が発生します。」 これは、すべての側で実際に静水力が発生している場合にのみ当てはまります。私の知る限り、問題のポイントは次のとおりです。「あなたが許可されていない場合は何が起こる任意の流体が」。これはその特定のケースに対処していないようです、または少なくともそれがそのように機能すると断言する以上に説得力がありません。
JMac 2018

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この質問は理論的/学術的なエッジケースです。

水中の体は2つの力を経験します:

  1. 水と接触するすべての表面に作用する圧力
  2. 体の質量に作用する重力

ウィキペディアの浮力に関する記事は、次の方程式がどのように設定されているかを非常によく説明しています。この記事では、浮力の定義を次のように示しています。

物理学では、浮力または突き上げは、浸漬されたオブジェクトの重量対抗する流体によって加えられる上向きの力です。

(読者は、地面にある体がまだ水没しているかどうかを判断する必要があります。)

FBσA

FB=σdA

没入体については、ガウスの定理を使用できます。つまり、面積積分を体積積分に置き換えることができます。ただし、このエッジケースでは、体のaera-integralは「クローズ」されていません。缶が地面に座っているように缶の底部側に何ら水(圧力)(Physics.SEで説明上にも見られないある12)。

これは、エッジケースの場合、ボディが地面と接触していることを意味し、体積積分に基づく方程式を使用することはできません。

FB=ρVdisplacedg

浮力を計算する唯一の方法は、体の表面の圧力ベクトルを統合することです。
これは、完璧な平らな地面とaera-integralが完璧になることを意味します

FB=pattopofcanAtop

正味の力(浮力と重力)は次のとおりです。

Fnet=pattopofcanAtopmcang

FB

非常によく似た効果がサーマルです。太陽の光が地面の空気と戦うとき、その密度は減少します。水中のオブジェクトと同様に、密度の高い戦争の気泡の下には何もないため、上向き(圧力)の力はありません。浮力を得るために、低密度領域の下に高密度流体をもたらすこの安定したシステムの場合は、外乱が必要です。次の図はこれらの手順を示しています。 サーマルの写真


同意しない-缶を地面に保持している唯一のもの(海軍用語で「誇り高い」)は、真空力です。缶の密度が周囲の液体の密度よりも低い限り、浮力が発生します。
カールウィットフト

@CarlWitthoftは、缶の下に水がないという非常に理論的なエッジケースに対する質問であることを確認してください。
rul30

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@ rul30あなたの引数はまったく意味がありません!下向きの重力と結果として生じる静水圧の間の正味の差は「浮力」です。物体がうれしそうに水面に浮かんでいるとき、浮力はありません。オブジェクトが水面より上に強制される場合、重力が勝ち、下に強制される場合、両方の力が等しくなるまで浮力が勝ちます。池の底に付着した浮力物体が浮力を感じないという提案はナンセンスです!–ドナルドギブソン1月31日2:26
ドナルドギブソン

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この回答が、指摘されている点に直接対処しているように思われる唯一の回答であるにもかかわらず、依然として反対票を集めているように見えることを少し心配しています。
JMac 2018

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@CarlWitthoft「真空力」とは何ですか?何かに真空が適用されたときに得られる力は、その場所に圧力がないためです。そして他のあらゆる場所に圧力をかけます。真空自体は、力が供給される場所ではありません。フロートしない理由は、以下の静水圧を取り除くためです。圧力バランスを変化させる; 上向きではなく下向きになります。通常、静水圧下で閉じた表面になります。
JMac 2018
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