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
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
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。
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🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
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