03.03 如果一個物體漂浮在水面上,重力等於壓力,那大氣壓的壓力去哪裡了?

幽谷山水


你好,我是小槓瞎扯淡,很榮幸能夠回答你這個問題。

(1)你為什麼會有這樣的疑問

首先你會提出這問題是考慮到物體漂浮在水面上,所以物體上表面存在一個向下的大氣壓力F1,物體的重力G,而物體在水裡下表面受到的水壓力等於浮力為F2,所以按照豎直方向受力平衡F1+G=F2,而平時我們考慮的計算都是重力=浮力,所以不考慮大氣壓力是否正確?

假設是一個吸盤完全按在一個水平光滑地面上,吸住地面時受力情況如下圖

我們可以明確知道吸盤受力情況地面支持力N=G+F1,所以受力分析是要考慮大氣壓力的。

現在我們再假設把吸盤戳 一個洞,使吸盤裡外的氣體可以自由動,詳見下圖

當吸盤被戳了個洞後,吸盤就會鼓起來,受力狀態就是G+F1=N+F2,因為吸盤內外是聯通的,所以F1=F2,即最終受力狀態其實為重力等於支持力G=N。

(2)吸盤內外氣壓抵消跟本次提問的關係

從上面實驗我們可以看到,不是沒有大氣壓力,是大氣壓力自己抵消了(其實有上下空氣壓力差,只是空氣密度小而忽略不計)。物體漂浮在水面時受到了大氣壓力,但是水也受到了相同的大氣壓力,如下圖所示,水中任何位置的靜水壓F3=水重力產生的壓力F4+大氣壓力F1,物體浮在水面的受力情況為G1+F1=F3=F4+F1→G1=F4

所以大氣壓力還在,外部大氣壓力通過水傳遞到了物體下部,物體上下部受到的大氣壓力抵消(空氣自重不大,差值其實是在空氣中的浮力),所以說重力等於浮力。

謝謝,希望對你有用,我是小槓瞎扯淡


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