Ein Würfel aus Eichenholz mit sehr glatten Oberflächen schwimmt normalerweise im Wasser. Angenommen, Sie tauchen es vollständig ein und drücken eine Fläche flach gegen den Boden eines Tanks, sodass kein Wasser unter dieser Fläche ist. Wird der Block an die Oberfläche schwimmen? Gibt es eine Auftriebskraft darauf? Erklären.
Meine Gedanken:
Die Auftriebskraft ist eine bekannte Folge des Druckunterschieds zwischen Flüssigkeiten, und wenn sich unter dem Objekt keine Flüssigkeit befindet, sollte es keine Auftriebskraft geben?
Praktisch gesehen sollte der Block wieder an die Oberfläche steigen. (Ich habe es versucht) Nach meinem Verständnis der Strömungsmechanik kann sich der Block jedoch nicht nach oben bewegen, solange keine Nettokraft nach oben auf den Block wirkt
Könnte das bitte jemand erklären und auch sagen, ob die Auftriebskraft wirklich verschwindet, wenn der Block auf den Boden des Gefäßes gedrückt wird?
Danke!
Die Frage ist als Gedankenexperiment gestellt. Daher hilft es bei der Beantwortung nicht, mit irgendwelchen Komplikationen aufgrund von Grenzen der Technologie zu argumentieren.
Die Antwort ist ja. Wenn Sie den Raum zwischen dem Objekt und dem Boden des Wasserbehälters evakuieren, gibt es keinen Auftrieb am Objekt (das nach oben geht). Aufgrund des Wasserdruckunterschieds zwischen der Ober- und Unterseite des Objekts wirkt jedoch eine resultierende Abwärtskraft auf das Objekt, die es nach unten drückt.
Was die Sache komplizierter macht (und dem Gedankenexperiment etwas mehr Realität verleiht), ist, dass das Wasser links und rechts des Objekts in Bodennähe einen Druck ausübt, der Wasser darunter fließen lässt. Dadurch entsteht dann der Druckunterschied, der bewirkt, dass sich das Objekt nach oben bewegt. Aber das ist nicht mehr wirklich Hydrostatik.
Das praktische Problem ist die Anforderung, dass der Block und der Tank "sehr glatte" Oberflächen haben müssen. Ein normaler Holzklotz erfüllt diese Anforderung nicht und kann daher mit dem Tankboden nicht abschließen. Wasser kann immer noch unter den Block gelangen und ihn nach oben drücken.
Versuchen Sie das Experiment mit einem Kolben. Das Holz und der Gummi schwimmen, aber Sie können es dazu bringen, am Boden eines Wassertanks zu haften. Sobald die Glocke auf den Boden gedrückt wird, verhindert der Gummi, dass weiteres Wasser darunter gelangt. Der Wasserdruck über dem Kolben drückt den Kolben in den Boden und lässt ihn haften.
Knzhou
Vishnu