Question

密度為4×10³千克/米³、體積為5×10^-4米³的合金塊浸沒在水中，求：
① 合金塊受到的浮力F_浮。
② 合金塊所受重力與浮力的合力F的大小與方向。

Answer 1

①  V_排 ＝V_物 ＝5×10^-4米³，F_浮＝ρ_水g V_排 ＝1.0×10³千克/米³×9.8牛/千克×5×10^-4米³＝4.9牛② G＝mg＝ρ_物V_物 g＝ 4.0×10³千克/米³×9.8牛/千克×5×10^-4米³＝19.6牛
F=G_總－F_浮＝19.6牛－4.9牛＝14.7牛      方向：豎直向下。

試題分析：①由題意知：合金塊浸沒在水中，故V_排 ＝V_物 ＝5×10^-4m³，ρ_水＝1.0×10³kg/m³，g=9.8N/kg，則F_浮＝ρ_水g V_排 ＝1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×5×10^-4m³＝4.9N。②由題意知：ρ_物＝ 4.0×10³kg/m³，V_物 ＝5×10^-4m³，g=9.8N/kg，F_浮＝4.9N，則G＝mg＝ρ_物V_物 g＝ 4.0×10³kg/m³×9.8N/kg×5×10^-4m³＝19.6N，合金塊在豎直方向上受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力兩個力的作用，故F=G_總－F_浮＝19.6N－4.9N＝14.7N，方向與較大的力重力方向相同——豎直向下。