物理浮力拉力的公式有:
1. 称重法:F浮 = G - F',其中G为物体在空气中的重量,F'为物体浸没在液体中时的浮力。
2. 示重法:F浮 = G - F示,其中G为物体完全没入液体后的总重,F示为将物体部分没入液体中时拉力的大小。
3. 压力差法:F浮 = F向上 - F向下,适用于分析研究物体在液体中沉浮时受到的各个方向压力之间的关系。
这些公式可以用来计算物体在液体中的浮力或拉力。请注意,这些公式只是浮力和拉力的近似表达式,实际结果可能会受到物体形状、密度、液体密度等因素的影响。
假设有一个质量为1千克的木块,其密度略小于水的密度(如0.9 g/cm³),因此它在水中会漂浮。木块的体积约为1立方分米(水的密度为1 g/cm³)。
现在,我们有一个容器,其底部有一小孔,可以用来过滤液体。木块被放入容器中,并被一个小型吊杆吊起,使得木块可以上下移动。吊杆的另一端与一个小型电动机相连,用于驱动吊杆。
当电动机启动时,吊杆将拉动木块向下移动,使其浸入液体中。此时,木块受到两个力:浮力和拉力。根据上述公式,拉力等于重力减去浮力。
木块的重力为:G = mg = 1kg 9.8N/kg = 9.8N
当木块完全浸入液体中时,根据阿基米德原理(浮力等于排开液体的重力),木块受到的浮力为:F = ρVg = 1g/cm³ 1dm³ 9.8N/kg = 9.8N
因此,拉力等于重力减去浮力:F’ = G - F = 9.8N - 9.8N = 0N
所以,当电动机启动时,拉力为零,木块不会移动。只有当电动机停止时,拉力才会开始拉动木块向上移动。