生活中浮力的應用

◆周新辰

生活中浮力的應用

◆周新辰

浮力屬于物理學的范疇，在生活中非常常見，而且被廣泛應用，對于人們的生活具有很大作用。本文主要介紹了浮力的原理以及生活中浮力的具體應用，希望可以使浮力的應用更加科學。

物理；浮力；原理；應用

一、浮力產生的原理以及相關公式

浮力屬于中學物理的知識，對于浮力的認識和了解都是基于這一階段。從浮力的定義可以知道，液體以及氣體具有一種托舉物體的力。這里利用正方體的特點詳細介紹浮力的相關知識。比如這一個正方體完全浸入水當中，這個時候正方體的各個部位因為其在水中的深度不同，因此所受到的壓力也就不同。而且從物理知識可以知道，當深度增加的時候，其受到的壓力也隨之增加。通過分析可以知道，這一個正方體在水當中所受到的浮力其實是指正方體上下兩個面的合外力，而且這個力與物體所排開的液體重量之間是一種相等關系。生活中經常見到一些物體漂浮在水面上，這就是說這一個浮體只有它的底部界面有一種向上的壓力，進而產生了浮力。經過這一系列的分析可以知道，浮力的計算公式基本上可以確定為G物=ρ物gV物，當懸浮與下沉時V物=V排。

二、生活中浮力的應用

（一）熱氣球。熱氣球準確來講應該稱為密封熱氣球。熱氣球主要有三個部分組成，一個是球囊，一個是吊籃，還有一個則是加熱裝置，這三者缺一不可。制作球皮的材料是強化尼龍，但是也有一些熱氣球的材料是滌綸。球皮的質量非常輕，卻很結實，球囊本身又是不透氣的。從熱氣球的性質可以知道，熱氣球主要依靠風力飛行，而且需要具備充分的條件。前提便是氣囊中的氣體密度要始終小于空氣的密度，這樣才會令氣球所收到的浮力大于熱氣球的重力，令熱氣球在空氣中飛行。

（二）潛水艇。潛水艇屬于軍事領域應用范圍的產品，對于一個國家來講非常重要。通常潛水艇的主壓載水艙注入了水，主要的作用是增加其重量，用于抵消儲備浮力。一般情況下，如果潛水艇在水中處于懸浮的狀態，那么這時主壓載水艙的水就已經注滿了，也即是說潛水艇的體積與潛水艇這個狀態下所受到的浮力之間存在關系，等于潛水艇等體積的海水的重量。如果排出主壓載水艙中的水，則潛水艇的重量會減少，其儲備浮力則也隨之減少，那么潛水艇便會浮出水面。

通常在生活中應用的潛水艇都會設置浮力調整水艙，主要的功用是根據潛水艇物資彈藥方面的消耗，以及潛水艇所處海域海水密度的情況來注入水或者排除水，改變潛水艇的水下浮力。

（三）輪船。從輪船的設計特點便可以知道，浮力起著絕對的作用。從輪船的造型上可以看出，其是空心的狀態，主要的目的是增加輪船在海水中行駛時候的排水量，為船提供必需的浮力。一般情況下，如果海水已經到達了輪船的吃水線，那么輪船船體在海水中的體積與其船體排開的海水重量之間存在相等的關系。這也是輪船之所以能夠在海面上保持漂浮狀態的原因。生活中，輪船的制造需要選對材料，而且輪船船體的焊接工作必須要到位，使輪船成為一個整體，確保海水不會經由某一個部位進入到船體當中，才會令船體在海水中航行的時候所受到的浮力始終與輪船船體的重量相等。

（四）飛艇。飛艇與熱氣球具有聯系，可以說前者是后者演化的。飛艇與熱氣球相比具有了明顯的推進以及控制飛行狀態的裝置。而且從飛艇的外觀可以知道，其艇體呈現出的是流線型。飛艇的艇體內部的氣囊內部必須要充入密度小于空氣的氫氣或者是氦氣，才可以產生浮力在空氣飛行。飛艇的吊艙主要作用是裝載貨物，以及為人員提供乘坐的地方。飛艇的尾面作用則是控制飛艇的航向以及俯仰的穩定性。

飛艇的原理與熱氣球的原理大致相同，均需要內部氣囊中氣體小于空氣的密度?，F代社會中飛艇氣囊中通常都是充入氦氣，因為氦氣的壓力不大，而且只要保持了飛艇氣囊外形便可以發揮作用。而且值得注意的是當飛艇被槍彈擊中了之后，氣囊被破壞了，由于氦氣的泄漏速度非常慢，所以可以暫時保持原來的飛行狀態，使整個計劃不被打破。即便是槍彈造成了氣囊很大的破壞，工作人員也有足夠的時間返回到基地當中，能夠最大程度確保飛艇操作人員以及乘坐人員的人身安全。

結束語

浮力在生活中很常見，而且應用的比較多，因此針對浮力的研究也越來越多，在這一方面取得了很大的進步。生活中浮力的應用總是需要遵循浮力的原理，才可以使其發揮出作用，并為人類所用。今后的實踐中還需要就浮力應用的具體方面加以完善，提高浮力的應用價值。

[1]韋洪揚.怎樣上好《浮力》這節探究課[J].讀與寫(教育教學刊),2012,12:115.

[2]李燕芬.談浮力[J].科技資訊,2016,07:201.

(作者單位：湖南省長沙市第一中學)