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篮球拿在手里就会轻1.5%:你信不信?

时间:2016-02-21 | 作者: | 来源:知道日报 | 浏览:

如果我说,篮球拿在手上比实际重量轻了1.5%,你会相信吗?不信?那我们来好好计算一下。

首先,我们需要对托在手上的篮球做一下受力分析。托在手上的篮球受到了哪几个力的作用呢?也许你觉得这个问题很简单,不就是重力和手对篮球的支撑力?

然而,你忽视了一个力,浮力!对,就是空气对篮球的浮力。篮球被空气包围,空气离地面越近,大气压也就越大。

这意味着篮球底部的气压比上方的气压对篮球作用力更强。细微的气压差别向篮球提供了向上的浮力。

那么,空气对篮球的浮力有多大呢?我们来计算一下。根据阿基米德的浮力公式:

F=ρ.g.V

其中,F浮就是物体在流体中受到的浮力,在这个问题中就是空气对篮球的浮力;ρ是流体的密度,在这个问题上就是空气的密度了,大约1.29kg/m3;g是重力加速度,我们一般取9.8m/s2;V指物体排开流体的体积,在这个问题中就是篮球的体积,约为0.0071m3。

把这些数据代入上面的公式,我们得到空气对篮球的浮力大概是0.09牛顿。

那么,篮球本身的重力有多少呢?重力的计算公式:

F=mg

其中,F是篮球受到的重力,m是篮球的质量,大概600克,g是重力加速度,一般取9.8m/s2。带入公式计算,篮球的重力大概是5.9牛顿。

对比篮球受到的重力和浮力,我们可以看到,空气对篮球的浮力大概是篮球重力的1.5%,也就是说,篮球拿在手上比实际重量轻了1.5%,这是由于篮球受到了空气浮力作用的缘故。

如果你有兴趣,你可以计算一下足球、排球拿在手上会比实际轻了多少。你会得到很多很有趣的结果。

概要

托在手上的篮球除了受到重力和手的支撑力的作用外,还受到空气浮力的作用。根据阿基米德的浮力公式,F=ρ.g.V,我们很容易计算得到,空气对篮球的浮力大概是篮球重力的1.5%。

其实,不仅仅是篮球会受到空气的浮力,足球、排球,甚至所有的一切都会受到空气的浮力。

篮球拿在手里就会轻1.5%:你信不信?

标签:物理化学  科普  篮球  重量
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