[請益] 物體在流體中所受壓力

看板Physics作者 (風羽)時間14年前 (2011/11/29 19:26), 編輯推噓4(4推 0噓 29→)
留言33則, 7人參與, 最新討論串1/1
中學課本中對「浮力」的解釋是 物體在流體中受到來自四面八方的流體壓力 合力 (ΣP．dA) 之方向為鉛直向上(液面水平時) 且量值等於物體排開液體重量 此力是為浮力 關於其中 「壓力來自四面八方」 這要怎麼解釋？ 是否可以用類似氣體分子動力論的微觀角度 來解釋再有重力場的環境中的流體造成之壓力？ 課本上簡單的用「液體的重量壓在液體中任意平面上」的概念 解釋壓力的來源 所以壓力＝液體重量密度x深度 但若這樣解釋 則會使人產生「壓力應只存在重力方向上」的錯覺 實際上 液體壓力應該是液體分子不斷互相撞擊 或是撞擊物體表面而造成的吧？ (有誤請各位指正) 要怎麼用流體力學的微觀觀點解釋呢 另外也可同理解釋大氣壓力吧？ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 219.70.208.253
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11/30 06:47, , 1F
差不多是你說的這樣，壓力來自四面八方，應該說是物體每
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個面都有承受液體給的壓力
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如果是說液體有四面八方的壓力，那一定是某區塊的水承受
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它這個區塊構成的界面被其他液體分子造成的壓力
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那麼為什麼這個壓力會那麼恰巧的與深度成正比呢 為什麼某一個微小面積上的受力，會恰恰好就是該面積正上方之夜體重量呢 這是我比較不解的地方
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11/30 06:49, , 5F
從以前到現在的中學課本都只有談到垂直方向的作用力
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因為這大概是最直觀的生活經驗
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11/30 06:52, , 7F
大氣壓力大概可以從物體在海裡的情況來想，很明顯會有
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水平方向的力進入這個情況
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雖然大氣跟海洋不一定能類比，但至少都脫離了固定容器的
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情況
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對於在液體中的物體，每個面的受力方向與該面垂直
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※ 編輯: twyao 來自: 140.112.7.214 (11/30 08:55)
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第二個為什麼可以想想看兩個疊在一起的方塊放在地上
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想想看上下兩個方塊各自受力的情況
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第一個為什麼可以從第二個為什麼導出來
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樓*4上 yee!!XD
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11/30 19:03, , 16F
大氣壓力和溫度 大致上隨高度變化的趨勢相同 地球表
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面單位面積上方空氣柱重量 或許就是造成 地表氣壓(or
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溫度)較高 即分子動能比較大的原因 只是觀察角度不同
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壓力的來源 我認為應該還是來自氣體的碰撞 重量只是
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整體的效應 觀察的系統不同
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推
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很有趣的主題.....
11/30 19:28, 21F
正確來說，我想問的是，流體分子的動能＆互相碰撞的頻率為何會跟深度有關？
推
12/01 15:03, , 22F
你確定以上前提是正確的嗎？
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12/01 15:27, , 23F
不確定 ＝ ＝ 所以正在問...
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推
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不同意把氣體壓力的成因放到這裡的流體壓力中作為解釋
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12/02 05:20, , 25F
造成靜止流體的壓力 主因是重力場 不宜與氣體動力論混淆
12/02 05:20, 25F
造成靜止流體的壓力主要是因為重力場，我想這個大家都同意， 也因此失重狀態下流體無法造成壓力。 但是我的意思是 從重力推導出壓力的過程應該沒有這麼直接吧 應該不是直接想成重力壓在某平面上就結束了吧 而我為什麼會認為沒有這麼直接呢 因為如果是這樣的話 應該不會有側向壓出現才對吧，同時也更不會有上壓力這種東西存在吧 應該只有下壓力存在吧（重力向下） 也就是說， 若以一杯水中為例 則除了重力之外 每個水分子之間互相推擠的作用力應該也很重要 因此我在想我們是否可以作以下推測： 首先， 每個水分子都受到約18gw/(6.02x10^23)的重力向下作用 接著， 某一顆在水分子又受到其附近水分子若干斥力或引力作用 重力與斥或引力合為分子所受凈力（杯壁附近的分子尚受倒杯壁的斥力作用） 同時每顆水分子本身具有一些動能（表面水分子會蒸發即因有此動能） 水分子的運動速率因為上述淨力不斷有所改變 而當有物體進入水中後 物體表面分子受到各個在其附近的水分子斥力作用 因為每個水分子不斷在運動 所以每個水分子給予物體的斥力其量值＆方向都不斷改變 可是巨觀下 淨力方向永遠維持在物體表面之法向 量值永遠是Ａρｇｈ 以上說法不知是否正確 有待強者解答 又若以上說法正確 那要如何詳細的從微觀推導出巨觀的結果呢？ 如果假設的簡單一點 是否可以看作每個水分子通常作等速度運動 （畢竟巨觀下整杯水沒在動，有人加速有人減速大致可以抵銷） 而每個水分子受靜力為零 所以每個分子除重力外 都需受到一個18gw/(6.02x10^23)向上之力作用 以抵銷重力？
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1/2ρV^2 + ρgh =constant 定律中前者代表流體的動
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壓 後者則是位勢造成壓力項 但並不是說在這個情況下
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白努力適用 不過或許可以看出某些條件下速度和位勢是
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等價的 位勢高處平均速度慢 低處則快
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這問題我也想了很久...
12/02 21:33, 30F
也許這是一個可行的方向耶 如果這個假設正確 那麼被壓在低處（杯底附近）的水分子運動速率較快 反之，浮在高處（水面府近）的水分子運動速率較慢 而快的運動速率撞擊造成大的壓力；反之造成小的壓力 因此造成壓力與深度有關 又談到位能就是考慮到重力作用 若無重力作用 則無位能問題 壓力與深度也就不會有關系了 不過這樣看還是有點巨觀 可以解釋壓力與深度有關 但為何會有正比關係 可能還得作進一步推導 也許可以從這麼方向出發 但是設法看得更微觀一些 （努力中... ※ 編輯: twyao 來自: 219.70.208.253 (12/06 22:38)
推
12/30 23:17, , 31F
帕斯卡原理上哪去了?
12/30 23:17, 31F
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08/13 16:31, , 32F
壓 後者則是位勢造成壓 https://noxiv.com
08/13 16:31, 32F
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09/17 14:29, , 33F
差不多是你說的這樣，壓 https://daxiv.com
09/17 14:29, 33F
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