作者metoobbs (咪兔B)
看板Physics
標題[問題] 國中浮力問題[跪求圖解]
時間Sat Jun 27 09:07:31 2015
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【出處】(習題或問題的出處)
桃園縣某國中校內所發的考試卷
【題目】(題目的文字敘述，如有圖片亦要提供圖片)
1.
一等臂天平兩端，用完全相同的燒杯，內裝一樣多的水，現各取一個體積相同的乒乓球
與實心鋁球。乒乓球用一條急繫繩拉著，使其完全沉入左邊燒杯的水中；鋁球則用極細
繩吊在支架上，使完全沉沒入右邊燒杯水中，但不促碰燒杯杯底，請問結果天平會往哪
邊傾斜？
2.
承上題，若分別改用極細的硬桿，固定住乒乓球與鋁球，請問結果天平會往哪邊傾斜？
http://imgur.com/Y7yMzt7
【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡，請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導)
圖(1)右側鋁球因扣掉浮力(B)後仍有重量(W)，但此重量(W)=繩子張力(T)
而最後天平上所承受的重量，是「燒杯+水+浮力」
重點來了，為什麼浮力向上，卻會對天平產生重量？
左側乒乓球實際上浮力(B)>乒乓球重，繫繩從杯底拉住乒乓球，此時天平所承受的重量
應該是多少？
希望有人可以幫忙我解答，有圖解更好，感謝！
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1F：→ sawatari12: 本人乃該校理化老師.小子你應該在學校就要趕快巴著 06/27 10:30
2F：→ sawatari12: 老師問啊~~~星期一就要考理化了呢!!! 06/27 10:30
3F：推 Philethan: 第一題：由於兵乓球合力為零，所以受到來自燒杯向下的 06/27 11:37
4F：→ Philethan: 合力（繩張力＋浮力），其量值為 mg = 乒乓球密度*v*g 06/27 11:38
5F：→ Philethan: 剛打錯，是受到來自燒杯向"上"的合力（T+B）。 06/27 11:39
6F：→ Philethan: 所以燒杯整體被此合力（T+B）的反作用向下推。 06/27 11:39
7F：→ Philethan: 至於鋁球，只受到向上的浮力=B=水密度*v*g，所以 06/27 11:40
8F：→ Philethan: 燒杯整體受到該浮力向下的反作用力＝水密度*v*g 06/27 11:41
9F：→ Philethan: 由於乒乓球會自發上浮，所以乒乓球密度<水密度 06/27 11:41
10F：→ Philethan: 所以右燒杯受到的向下力 > 左燒杯受到的向下力 06/27 11:41
11F：→ Philethan: 所以天平向右傾斜。 06/27 11:42
12F：→ Philethan: 第二題：由於左右兩球僅受到來自水的向上浮力 06/27 11:43
13F：→ Philethan: 而此浮力皆為 B = 水密度*V*g，所以兩浮力之反作用力 06/27 11:43
14F：→ Philethan: 皆因兩球體積相同而相同，所以天平並不傾斜。 06/27 11:43
15F：→ Philethan: 關於你問的「為什麼浮力向上，卻會對天平產生重量？」 06/27 11:44
16F：→ Philethan: 雖然兩浮力是「水施予球」的力，但此力根據牛三，也有 06/27 11:45
17F：→ Philethan: 反作用力，亦即「球施予水」的向下反作用力。 06/27 11:45
18F：→ Philethan: 如此一來，天平施予燒杯的正向力，為了使燒杯靜止，就 06/27 11:46
19F：→ Philethan: 會更大。 06/27 11:46
20F：→ Philethan: 至於你問的「此時（左側）天平所承受重量應該是多少」 06/27 11:46
21F：→ Philethan: 當然就是燒杯重量-繩張力+浮力反作用，但其實後兩者 06/27 11:47
22F：→ Philethan: 的合力(對乒乓球的向下繩張力與向上浮力)即為乒乓球重 06/27 11:47
23F：→ Philethan: 力，所以結論就是左側天平正向力=燒杯重量-兵乓球重量 06/27 11:48
24F：→ Philethan: 呃..我以為只需要短短幾行就能講完的..=.= 06/27 11:48
25F：→ ayenn0302: 請問1.左邊繩張力方向對球是向下，對杯向上？ 07/07 01:34
26F：推 Philethan: 向下，繩子只有在被拉長時產生張力 07/07 05:03
27F：→ Philethan: 忘樂說，是繩子把球向下拉，把杯子向上拉 07/07 05:04