生活中浮力的应用

◆周新辰

生活中浮力的应用

◆周新辰

浮力属于物理学的范畴，在生活中非常常见，而且被广泛应用，对于人们的生活具有很大作用。本文主要介绍了浮力的原理以及生活中浮力的具体应用，希望可以使浮力的应用更加科学。

物理；浮力；原理；应用

一、浮力产生的原理以及相关公式

浮力属于中学物理的知识，对于浮力的认识和了解都是基于这一阶段。从浮力的定义可以知道，液体以及气体具有一种托举物体的力。这里利用正方体的特点详细介绍浮力的相关知识。比如这一个正方体完全浸入水当中，这个时候正方体的各个部位因为其在水中的深度不同，因此所受到的压力也就不同。而且从物理知识可以知道，当深度增加的时候，其受到的压力也随之增加。通过分析可以知道，这一个正方体在水当中所受到的浮力其实是指正方体上下两个面的合外力，而且这个力与物体所排开的液体重量之间是一种相等关系。生活中经常见到一些物体漂浮在水面上，这就是说这一个浮体只有它的底部界面有一种向上的压力，进而产生了浮力。经过这一系列的分析可以知道，浮力的计算公式基本上可以确定为G物=ρ物gV物，当悬浮与下沉时V物=V排。

二、生活中浮力的应用

（一）热气球。热气球准确来讲应该称为密封热气球。热气球主要有三个部分组成，一个是球囊，一个是吊篮，还有一个则是加热装置，这三者缺一不可。制作球皮的材料是强化尼龙，但是也有一些热气球的材料是涤纶。球皮的质量非常轻，却很结实，球囊本身又是不透气的。从热气球的性质可以知道，热气球主要依靠风力飞行，而且需要具备充分的条件。前提便是气囊中的气体密度要始终小于空气的密度，这样才会令气球所收到的浮力大于热气球的重力，令热气球在空气中飞行。

（二）潜水艇。潜水艇属于军事领域应用范围的产品，对于一个国家来讲非常重要。通常潜水艇的主压载水舱注入了水，主要的作用是增加其重量，用于抵消储备浮力。一般情况下，如果潜水艇在水中处于悬浮的状态，那么这时主压载水舱的水就已经注满了，也即是说潜水艇的体积与潜水艇这个状态下所受到的浮力之间存在关系，等于潜水艇等体积的海水的重量。如果排出主压载水舱中的水，则潜水艇的重量会减少，其储备浮力则也随之减少，那么潜水艇便会浮出水面。

通常在生活中应用的潜水艇都会设置浮力调整水舱，主要的功用是根据潜水艇物资弹药方面的消耗，以及潜水艇所处海域海水密度的情况来注入水或者排除水，改变潜水艇的水下浮力。

（三）轮船。从轮船的设计特点便可以知道，浮力起着绝对的作用。从轮船的造型上可以看出，其是空心的状态，主要的目的是增加轮船在海水中行驶时候的排水量，为船提供必需的浮力。一般情况下，如果海水已经到达了轮船的吃水线，那么轮船船体在海水中的体积与其船体排开的海水重量之间存在相等的关系。这也是轮船之所以能够在海面上保持漂浮状态的原因。生活中，轮船的制造需要选对材料，而且轮船船体的焊接工作必须要到位，使轮船成为一个整体，确保海水不会经由某一个部位进入到船体当中，才会令船体在海水中航行的时候所受到的浮力始终与轮船船体的重量相等。

（四）飞艇。飞艇与热气球具有联系，可以说前者是后者演化的。飞艇与热气球相比具有了明显的推进以及控制飞行状态的装置。而且从飞艇的外观可以知道，其艇体呈现出的是流线型。飞艇的艇体内部的气囊内部必须要充入密度小于空气的氢气或者是氦气，才可以产生浮力在空气飞行。飞艇的吊舱主要作用是装载货物，以及为人员提供乘坐的地方。飞艇的尾面作用则是控制飞艇的航向以及俯仰的稳定性。

飞艇的原理与热气球的原理大致相同，均需要内部气囊中气体小于空气的密度。现代社会中飞艇气囊中通常都是充入氦气，因为氦气的压力不大，而且只要保持了飞艇气囊外形便可以发挥作用。而且值得注意的是当飞艇被枪弹击中了之后，气囊被破坏了，由于氦气的泄漏速度非常慢，所以可以暂时保持原来的飞行状态，使整个计划不被打破。即便是枪弹造成了气囊很大的破坏，工作人员也有足够的时间返回到基地当中，能够最大程度确保飞艇操作人员以及乘坐人员的人身安全。

结束语

浮力在生活中很常见，而且应用的比较多，因此针对浮力的研究也越来越多，在这一方面取得了很大的进步。生活中浮力的应用总是需要遵循浮力的原理，才可以使其发挥出作用，并为人类所用。今后的实践中还需要就浮力应用的具体方面加以完善，提高浮力的应用价值。

[1]韦洪扬.怎样上好《浮力》这节探究课[J].读与写(教育教学刊),2012,12:115.

[2]李燕芬.谈浮力[J].科技资讯,2016,07:201.

(作者单位：湖南省长沙市第一中学)