誰來對我高談闊論「阿基米德原理」－浮力 - 秘境探索研究社

垂直深度越深，水壓就越大，而強大的水壓又會壓縮海水，導致海水密度隨深度而逐漸增加。

簡單來說，當潛水越深，浮力增加反饋也會越明顯。

就像打開易開罐 ... 關閉廣告 秘境探索研究社 跳到主文 旅行˙日誌˙尋找心中的極光 部落格全站分類：休閒旅遊 相簿 部落格 留言 名片 Oct28Wed201514:27 誰來對我高談闊論「阿基米德原理」－浮力   　　Question：為什麼我們背著氣瓶在水裡，吸進來自壓縮器裡的一口氣，身體會上升？浮力不是等於排開液體重？胸廓變動幅度並不大呀？   【潛水中的浮力】   　　當吸進一口空氣時，胸腔擴展所增加的體積是多少？雖然可能覺得胸腔擴展增加的體積不大，但已成為產生足夠「上升」浮力的關鍵。

浮力等於排開液體的重量：     　　所以當你潛在海水中時，其實已經產生了浮力：     　　吸一口氣時，所產生的總浮力應為：     　　若你的體重為Ｗ，則：     　　代表總浮力克服你的體重，那麼你就會在海中上升了。

胸腔擴展所增加的體積是否為造成上升浮力的關鍵？可以試著來計算看看，首先要知道海水密度和身體的體積。

  　　海水密度因為每個海域含鹽量不同而有變化。

相對而言，波羅的海（BalticSea）鹽度最低，海水密度也最低；紅海（RedSea）鹽度最高，海水密度也最大。

河流出海口附近的海水密度甚至接近淡水，但也可能因河水挾帶泥沙使得密度增大。

某些地區的海底還存在「可燃冰（甲烷的水合物）」，容易分解產生大量的甲烷氣泡而讓海水密度顯著減小，如百慕達三角洲（BermudaTriangle）一帶海域。

因為海水密度突然變小，可能導致浮力不足而沈船，這也是為什麼百慕達三角洲會發生神秘意外的熱門新理論。

  　　一般而言，海水密度可取平均值為，而人體密度估為。

一個體重50kg（50000g）的人，其身體體積為：     　　全身潛入海水中所受到的浮力（排開的液體重）為：     　　跟體重比減：     　　所以只要能讓胸腔擴展所增加的浮力大於2102.81g，就能產生足夠的上升浮力：     　　一般正常的成人男子肺活量為3500cc、女子2500cc，而經過專業訓練的運動員更可達8000cc以上，所以可以粗略說明，吸一口氣讓胸腔擴展增加的體積所產生的浮力，已足夠讓身體在海水中上升。

    　　浮力等於排開液體重，此即為「阿基米德原理」，以紀念發現者阿基米德（希臘語：Αρχιμήδης，西元前287～前212年）。

一則著名故事流傳：敘拉古（西西里島上的一座古城）赫農王（KingHieron）懷疑工匠不老實，在為他製作的王冠中摻了雜質，但這頂王冠與當初交給工匠的純金一樣重量，所以無法秤重檢驗是否全為純金。

  【阿基米德】   　　這個任務最後就交給了阿基米德，起初他也無計可施，後來有天在家洗澡，當他坐進澡盆時看到水往外溢，突然悟到可以測量固體浸在水中的排水量來確定王冠的比重。

阿基米德興奮跳出澡盆連衣服都沒穿，就跑到大街上大喊「εύρηκα！εύρηκα！」（希臘語譯音Eureka，意思為「我發現了！」）。

  【εύρηκα！】   　　「溢出的水量正好等於王冠的體積，只要拿與王冠等重量的金放到水裡測出體積，看看是否與王冠的體積相同？如果王冠體積更大，這就表示其中有造假！」阿基米德把王冠和同等重量的純金塊分別放在兩個盛滿水的盆子裡，然後比較兩盆溢出的水量，發現了放王冠盆子的水量比放純金塊的還多。

因為密度不同，所以王冠的體積比相同重量的純金體積還大，於是證明了工匠造假，在王冠中摻進了白銀。

阿基米德將這個發現寫成了著作《浮體論》，這就是阿基米德原理，即為浮力原理：「物體在液體中所獲得的浮力，等於排開的液體重量。

」   【浮力現象圖解】   　　然而實際上，工匠摻銀的前提是不能使王冠顏色產生明顯改變，所以應該不會摻太多白銀，故王冠比純金塊多出的體積也不會太多，溢出水量的差別也就不明顯。

另一個更可能的方案是：阿基米德把王冠與金塊放在天秤兩頭，再將兩者同時浸入水中測量比重，發現王冠一端較輕，表示王冠因為體積較大而有較大的浮力。

  【另一個更可能的方案】     　　浮力（Buoyancy）還有一個更直觀的物理概念，就是「壓差」。

液深壓力來自於上面液體的重量，由壓力公式：     　　上式中，液深壓力Ｐ與垂直深度Ｈ和密度ρ成正比。

液體中的壓力會隨著液面下深度越深而增加，物體浸於液體中，其底部壓力必定大於頂端壓力，此液深壓力的差異，造成了向上的浮力。

  【水深壓差】   　　垂直深度越深，水壓就越大，而強大的水壓又會壓縮海水，導致海水密度隨深度而逐漸增加。

簡單來說，當潛水越深，浮力增加反饋也會越明顯。

就像打開易開罐汽水會有氣泡，若潛水員上浮太快、壓力驟減，壓差無法及時平衡而使血液中的氮分子氣泡化，就會得到潛水夫病。

      文章標籤 浮力 阿基米德原理 阿基米德 潛水 壓力 水壓 密度 比重 潛水夫病 王冠 壓差 全站熱搜 創作者介紹 團長BMC 秘境探索研究社 團長BMC發表在痞客邦留言(0)人氣() E-mail轉寄 全站分類：進修深造個人分類：天外飛來一筆此分類上一篇：誰來對我高談闊論「1＋2＋3＋…＋∞＝－1/12」是啥鬼？ 此分類下一篇：《海島算經》詳解 上一篇：韓國美食之旅《雪冰》 下一篇：韓國首爾北漢山Hiking－紫雲峰攻頂 ▲top 留言列表 發表留言 熱門文章 文章分類 旅情日誌。

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