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💰 Archimedes Principle 計算機

專業免費的 Archimedes Principle 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
98.1 牛頓(N)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是阿基米德原理?

阿基米德原理指出,任何浸入流體中的物體,都會受到一股向上的浮力,其大小等於該物體所排開流體的重量。這個計算器只需三項數值即可求出浮力:流體密度(\rho)、重力加速度(g),以及排開的體積(V)。計算結果即為向上的浮力,單位為牛頓(N)。

計算器使用方法

請以「公斤/立方公尺(kg/m³)」輸入流體密度——淡水約為 1000 kg/m³,海水約為 1025 kg/m³。接著輸入重力加速度(地球表面為 9.81 m/s²),以及物體所排開流體的體積(立方公尺)。若物體完全沉沒於流體中,排開體積就等於物體本身的體積。輸入完成後按下計算,即可得到浮力數值。

公式說明

浮力的計算公式為

F_b = \rho · g · V
。其中 \rho · V 代表被排開流體的質量,再乘上重力加速度 g,便將質量換算成重量(即力)。因此,浮力的數值正好等於被推開那部分流體的重量——這正是阿基米德當年的重大發現。

實例演算

假設有一個 0.01 m³ 的物體,完全沉入淡水中(\rho = 1000 kg/m^3),重力加速度 g = 9.81 m/s^2。則

F_b = 1000 × 9.81 × 0.01 = 98.1 N
。也就是說,這個物體會受到 98.1 牛頓的向上浮力。

常见液体密度

阿基米德原理指出,浸没或浮动物体所受的浮力等于其排开的流体重量,F_b = \rho · g · V。流体密度 \rho 是您需要的第一个量。下表列出了在大约室温(约 20 °C)和标准大气压下的代表性密度。密度随温度、压力和成分的变化而变化,因此将这些视为标称参考值。

流体 密度 (kg/m³)
空气(15 °C,海平面) 1.225
汽油 745
乙醇 789
橄榄油 920
淡水 1000
海水 1025
牛奶(全脂) 1030
甘油 1260
汞 13534

由于浮力与密度成正比,在汞中排开相同体积的物体所受的力比在淡水中大 13 倍以上——这就是为什么密度大的液体会浮起在水中会下沉的物体。

按位置计算的重力常数

重力加速度 g 是 F_b = \rho · g · V 中的第二个因子。相同流体排开的相同体积在不同的重力场中会产生不同的浮力。地球上的标准重力定义为恰好 9.80665\ m/s^2,通常四舍五入为 9.81。

位置 重力加速度 g (m/s²)
地球(海平面,标准) 9.81
月球 1.62
火星 3.71
木星(云顶赤道) 24.79
太阳(表面) 274

在地球上,g 并不是完全恒定的。它随纬度和海拔而变化,范围从赤道附近的约 9.78\ m/s^2 到极点处的约 9.83\ m/s^2,并且随着海拔升高而略微下降。对于大多数工程和日常浮力计算,9.81 m/s² 的值已足够准确。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

物體會不會浮起來?
只要把浮力與物體本身的重量相比較即可。若浮力大於或等於物體的重量,物體就會浮起;若浮力較小,則會下沉。
物體浮在水面時,該用哪個體積?
此時只計算「沉入水中那部分」的體積,也就是水線以下、實際排開流體的那一部分。
\(g\) 該填多少?
在地球海平面,請使用 9.81 m/s²。若要模擬其他星體,月球可用 1.62,火星可用 3.71。