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浮力是不是弹力?

2011-03-05 22:19阅读:
浮力是弹力吗?
看上去,这是一个非常简单的问题。有许多人会毫不犹豫地回答:不是。可是再一仔细想,又有点怀疑,好像又是,于是拿不定主意了,只好上网去查证。
我在百度输入了“浮力是弹力吗?”,真还看到大家的“拿不定主意”
正方理由看似是很充足:其一,浮力是浸在液体或气体中的物体受到液体对他各个表面上的压力之差,既然浮力是压力,而压力是弹力,故浮力自然是弹力;其二,弹力是由于物体发生弹性形变而对与之接触的物体产生的力,弹性形变是撤去外力后能恢复原来形状的形变,把物体放入水中,水随之发生形变,将物体拿出来后,水又恢复了原状,故水发生了弹性形变,水产生的浮力是弹力。
反方理由也容易叫人认同:其一,浮力的方向总是竖直向上的,而不一定是垂直于“物体表面”;其二,浮力和弹力只是分子作用力的两种不同表现,弹力重在分子有规律排列的恢复,浮力重在分子无规则运动时对接触面的一种撞击力的综合;还有说浮力是一个压力差,是一个等效的合力,不是弹力。还有人竟这样说:如果物体没有完全放入水中的话,水对物体的力是弹力;完全进入水中的话,我就不知道了。看来很多人是不相信浮力是弹力的,又难以说出理由,都只靠“意会”来的。
……
浮力究竟是不是弹力呢?可以肯定地告诉你:浮力的是弹力。
浮力是效果力,而弹力是性质力,浮力的实质是弹力。不过网上正方的理由表达得不尽人意,有点牵强,叫人听了更不明白,把一个好好的道理,说得人一头雾水,不愿相信。这就说明大家对浮力为什么是弹力认识是很模糊的。估且把我的认识表述如下,希望可以把这个问题澄清。
水是一种没有一定形状的物体,把水倒入柱形容器中是柱形,倒入方形容器中为方形。把水倒入容器中的形变并不是弹性形变,如果是,请问它要恢复何种形状呢?因此,把物体放入水中,因物体浸入水中而占有一定体积,使水“凹变”,这种“大的形变”并非弹性形变,认为
浮力是这种“弹性形变”产生的,想用它说明浮力是弹力的观点是不正确的。试想,按照这种观点,将一定形状的物体浸没在水中,使水发生的“弹性形变”会是一个定值,这样会使浮力这种弹力与深度没有关系了。
其实水的弹性形变并不是这回事。
弹性形变,对于固体主要是形状上的改变,体积上变化较小;对于液体和气体来说,主要是体积上的改变,大的形状改变不是弹性形变(因为它们本没有一定形状)。而二者共同之处是形变或体积变化要得到恢得而产生力的作用。日常生活中,把重物放在桌面上,物体与桌面接触的地方发生的形变是微小的,之间的弹力就是靠这个微小形变而产生的,压力和支持力的实质就是这个弹力。而我们把水放入柱形容器,用一个与容器内径相同的柱形重物压在水面上,受压缩而体积微微缩小,于是产生了一个对压在水面上的物体的弹力,物体的接触面也会发生形变而产生一个向下的压力。而这里水被微小压缩体积而产生的弹力与我们所说的浮力性质上是一样的。
把物体浸入水中,由于受重力,物体和水会相互挤压,而使物体和水之接触处发生微小形变,物体发生形变产生对水的弹力,水发生形变产生对物体的弹力,两者是作用力与反作用力的关系,故二者的性质是一样的。物体浸在水中部分都会受到水的挤压而形变,所以都会对水产生弹力作用,由于力的作用是相互的,故物体浸在水中部分也会受到水对它的反作用力——也是弹力,而这些弹力的合力就是浮力。其实,在水中,由于受重力,越在深处,受到上面的水的挤压越大,水被压缩越大(虽然大,但其根本上仍是微小形变,其大是相对而言的大),其平均分子距离越小,故深水密度略大于浅水,不过这个差别是极小的,这是由于水的微小形变而引起的,正是这微小形变而产生水的压力和浮力。
因此,我们说浮力的实质是弹力,但并不是由物体的浸入而产生填充于其中的大形变引起,而是由物体与水之间相互挤压产生的微小形变而引起。
以此文,希望大家能理解和相信:浮力是一种弹力

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