最顶尖的白癜风专家 https://m-mip.39.net/woman/mipso_4792767.html
“冰山一角”一词表明，您所看到的东西远比看不见的东西少。海水上方冰山的尖端和下方更大的体积符合阿基米德的浮力原理：部分或完全浸入高密度流体中的物体所受的力是向上的，等于该物体的重量。释放完全淹没的低密度物体时，浮力使其升起，直到达到浮动平衡。然后，冰山尖端位于表面上方，根部位于其下方，每个尖端的质量由浮动固体与周围流体之间的密度对比确定。下面这幅图描绘了这种平衡的一般表示。但是，这幅美妙的“冰山一角”图纯粹是艺术品，不符合物理定律，根本不可能存在于自然界中！这种冰山不可能竖起来，只可能平躺着。浮冰山的艺术再现。图中这种方向的冰山永远不会稳定地存在，因为拉长的一块冰会漂浮在其侧面而不是其头部。那么读者可能要问了，什么样的冰山形状能稳定存在呢？球体，立方体和圆柱体漂浮的细长冰山可以在许多方向上满足阿基米德原理的浮力要求，但大多数情况下，包括上图所示的方向，结果不稳定。要查看这种不稳定性的示例，请以葡萄酒软木塞将其以任何方向浸入水中。释放后，软木塞将上升到水面并仅在其长轴水平即平行于水面的情况下漂浮。当重心（整个物体的质量中心）和浮力中心（仅是浸没部分的质量中心）垂直对齐时，就会出现浮体的平衡方向。如果来自风，波浪或融化的干扰导致该对齐方式略有偏离，则会产生扭矩，使身体重新定向。如果扭矩放大了偏心，则方向不稳定。如果扭矩减少了不对中，则定向是稳定的。定义稳定平衡方向的参数是什么？浮动物体必须通过移动等于其自身的流体质量来满足阿基米德原理。由于对象的密度小于基础流体的密度，因此它在表面上方投射一些体积，而在下方投射一些体积。因此，确定稳定平衡的第一个参数是浮体与周围流体之间的密度对比，此处定义为比率ρ的两个密度之和，0ρ10ρ1。海水的密度取决于温度和盐度。冰的密度取决于环境温度以及气泡和结构空隙的浓度。但冰水密度比为0.90足够准确，足以描述漂浮在海洋中的冰物体的稳定性。它位于“冰山一角”概念的背后，因为在两个阶段的典型密度下，大约90％的冰山被淹没了，仅冰山一角留在了水面之上。第二个重要参数是浮体的形状。考虑一个浮球。一旦通过密度对比确定了其在流体表面上下的分体积，它将在任何方向上稳定漂浮。但是，立方体相对于流体表面具有明确定义的稳定方向，该密度在很宽的密度范围内都不包括直观的方向，即与流体表面平行的面或边或与流体表面垂直的角朝上漂浮。表面要通过实验测试该断言，只需将一块木头放在水中并使其稳定即可。图中所示的冰山是如何建立一个稳定的平衡方向的？定量检查稳定性的一个有用的几何图形是长度HH和直径DD的圆柱，如下图所示。当HDHD时，圆柱体是一个圆盘，当HDHD时，圆柱体被拉长，就像酒软木塞或铅笔一样。长度超过其直径的圆柱形冰体是否以垂直于水面的长轴漂浮？答案通常是否定的，特别是对于具有h2DH2D的细长圆柱体。浮动油缸的稳定性域。四个稳定域的曲线图显示为圆柱形状的函数H/DH/Dρρ。每个区域的特征是圆柱体将在其中漂浮的平衡取向。密度比的虚线ρ=0.9对应于漂浮在水中的冰。区域相交的区域I，II和IV中稳定圆柱取向的图示ρ=0.9在图表上方显示。它们的淹没根被遮蔽，其水上尖端未被遮蔽。这时冰缸将以其旋转轴垂直于水面的方式漂浮，当H/D0.H/D0.时，其旋转轴平行于表面。当H/D1.H/D1.0.H/D1.0.H/D1.时，两个平衡方向可以共存。形状稳定年，DSDugdale提出了有关浮动缸问题的有用讨论。他定义了密度与形状空间中四个稳定平衡的区域：（I）圆柱体的旋转轴垂直于水面，圆柱体的圆面平行于水面漂浮。（II）圆柱体漂浮，其旋转轴平行于水面，其圆形表面部分浸入取决于圆柱体的深度。（III）圆柱体的旋转轴以既不平行也不垂直于表面倾斜。（IV）在I和II中描述的取向都是稳定的。图中ρ=0.9，仅在域I，II和IV的条件下才存在稳定的平衡。因此漂浮在水中的冰缸只会在两个方向上保持稳定，圆柱轴垂直于或平行于水面。年埃德加·吉尔伯特表明一个稳定平衡的圆柱形轴垂直于水面，以下条件必须持有：ρ(1ρ)(2h/D)20.5ρ(1ρ)(2h/D)20.5。ρ=0.9ρ=0.9,方程要求H/D1.H/D1.。看一看图中的冰山，几乎可以确定它的H/DH/D比大于这个值。因此，冰山破坏了圆柱体以垂直于水面的旋转轴漂浮的稳定性条件。因此，它会自发地把自己重新定位到一个水平旋转轴的方向上。在平衡方向上，圆柱体上的水线是一个长HH宽ww的矩形。SMUlam曾经问过球是否是唯一可以在各个方向上漂浮的均质物体。在这里，对于似乎可能包含反例的一类特殊的革命机构给出了肯定的答案。传统上，最受

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/6203.html