【物理】上浮下沉的小水球，揭密浮力的秘密

给我一个支点，我就能撬起整个地球。x0a

——阿基米德...

一、物理史话——阿基米德巧测皇冠

给我一个支点，我就能撬起整个地球。

——阿基米德

浮力原理简述：物体在液体中所获得的浮力，等于它所排出液体的重量，即：F=G（式中F为物体所受浮力，G为物体排开液体所受重力）。该式变形可得

（式中ρ为被排开液体密度，g为当地重力加速度，V为排开液体体积）

相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠。但是在做好后，国王疑心工匠做的金冠并非纯金，工匠私吞了黄金，但又不能破坏王冠，而这顶金冠确又与当初交给金匠的纯金一样重。这个问题难倒了国王和诸位大臣。经一大臣建议，国王请来阿基米德来检验皇冠。

最初阿基米德对这个问题无计可施。有一天，他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，突然想到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的体积。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得穿上就跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”

他经过了进一步的实验以后，便来到了王宫，他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，密度不相同，所以证明了王冠里掺进了其他金属。

这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王，阿基米德从中发现了浮力定律（阿基米德原理）：物体在液体中所获得的浮力，等于它所排出液体的重量。

二、 “浮沉”定律

物体浮沉与密度的关系： 已知F浮=G物=m物×g=p流×V排×g当物体浸没时，其V物=V排, 所以p流×V物×g=p流×V排×g，基于g为固定值，所以当二者V相等时（物体处于浸没状态），可得ρ物体= ρ流体，所以我们会以流体密度来决定该物体的浮沉。