有一个空心的圆锥体,假设将这个圆锥体倒放入水中可以漂浮(倒放入水中就是说圆锥体顶点朝下,底面朝上且平行于水面),若把这个圆锥体改为正放入水中(正放入水中与倒放入水中情况相反),则这个圆锥体是否仍为漂浮,有没有可能沉底?两次圆锥体排开排开水的体积的大小关系?两次圆锥体浸入水面的深度的大小关系?请各位大神给出详细的分析和解答过程,越详细给的财富值越多!
1. 没可能沉底, 显然, 圆锥的重量等于倒放时排开水的重量 ρv1g, v1 小于圆锥的体积 v; 而如果正放, 圆锥全浸没时受到的浮力 ρvg 显然大于 ρv1g, 大于圆锥的重量, 它会浮出水面的
2. 既然漂浮, 那么两次受到的浮力就都一样, 都是等于圆锥的重量, 那么排开水的重量就一样, 体积也一样, v1 = v2
3. 至于深度, 两个放法, 浸入水下的体积都一样, 而倒放水下是一个圆锥, 正放水下是一个圆台, 而它们的侧边倾斜率是一样的, 如果同等高度的话, 显然圆锥的体积小.......
因此, 倒放显然浸入深度大......
如果你非要算出来也行,
倒放: mg = ρg h^3 πR^2/(3H^2)
h^3 = 3mH^2/πρR^2
正放: 露出水面高度 h'' = H - h'
v' = πR^2 * H / 3 - π h''^3 R^2/3H^2 = πR^2/3H^2 * (H^3 - h''^3) = m/ρ
H^3 - h''^3 = 3mH^2/πρR^2 = h^3
(H - h'')(H^2 + Hh'' + h''^2) = h^3
其中, H^2 + Hh'' + h''^2 > H^2 - 2Hh'' + h''^2 = (H - h'')^2 = h'^2
显然 h'^3 小于 h^3
2. 既然漂浮, 那么两次受到的浮力就都一样, 都是等于圆锥的重量, 那么排开水的重量就一样, 体积也一样, v1 = v2
3. 至于深度, 两个放法, 浸入水下的体积都一样, 而倒放水下是一个圆锥, 正放水下是一个圆台, 而它们的侧边倾斜率是一样的, 如果同等高度的话, 显然圆锥的体积小.......
因此, 倒放显然浸入深度大......
如果你非要算出来也行,
倒放: mg = ρg h^3 πR^2/(3H^2)
h^3 = 3mH^2/πρR^2
正放: 露出水面高度 h'' = H - h'
v' = πR^2 * H / 3 - π h''^3 R^2/3H^2 = πR^2/3H^2 * (H^3 - h''^3) = m/ρ
H^3 - h''^3 = 3mH^2/πρR^2 = h^3
(H - h'')(H^2 + Hh'' + h''^2) = h^3
其中, H^2 + Hh'' + h''^2 > H^2 - 2Hh'' + h''^2 = (H - h'')^2 = h'^2
显然 h'^3 小于 h^3
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答 2013-03-27
浮力等于pgv,p是水密度,v是排开水的体积。
只要密度小于水,就能浮在水面上,与方法无关。所以圆锥正倒放都漂浮。假设圆锥的高H 半径R 倒放吃水高度为h吃水体积v1 正放吃水高度为 h1吃水体积v2倒放时v1=1/3pi(hR/H)(hR/H)h正放时v2=1/3piRRH-1/3pi[(H-h1)R/H (H-h1)R/H h1] =1/3pi RRH-1/3PIRR/HH[HH-2Hh1+h1h1]由于出水体积相同1/3pi(hR/H)(hR/H)h=1/3pi RRH-1/3PIRR/HHh1[HH-2Hh1+h1h1] hhh=HHH-HHh1+2Hh1h1-h1h1h1倒放深度h与正放h1 关系如上
只要密度小于水,就能浮在水面上,与方法无关。所以圆锥正倒放都漂浮。假设圆锥的高H 半径R 倒放吃水高度为h吃水体积v1 正放吃水高度为 h1吃水体积v2倒放时v1=1/3pi(hR/H)(hR/H)h正放时v2=1/3piRRH-1/3pi[(H-h1)R/H (H-h1)R/H h1] =1/3pi RRH-1/3PIRR/HH[HH-2Hh1+h1h1]由于出水体积相同1/3pi(hR/H)(hR/H)h=1/3pi RRH-1/3PIRR/HHh1[HH-2Hh1+h1h1] hhh=HHH-HHh1+2Hh1h1-h1h1h1倒放深度h与正放h1 关系如上
第2个回答 2013-03-26
浮力等于pgv,p是水密度,v是排开水的体积。
只要密度小于水,就能浮在水面上,与方法无关。所以圆锥正倒放都漂浮。
圆锥的体积公式为1/3*pi*r*r*h,因为浸入水里的体积大小是一样的。
倒着放必然比正着放吃水深。
只要密度小于水,就能浮在水面上,与方法无关。所以圆锥正倒放都漂浮。
圆锥的体积公式为1/3*pi*r*r*h,因为浸入水里的体积大小是一样的。
倒着放必然比正着放吃水深。