Question

一個兒童練習游泳，他使用的游泳圈的體積是6.6×10^-3m³，當游泳圈漂浮在水面上時，它浸在水中的體積是0.6×10^-3m³，則這個游泳圈此時所受的浮力是多少牛？當游泳圈全部浸沒在水中時，游泳圈受水各個方向壓力的合力是多大？（不考慮游泳圈漂浮與浸沒時的形狀變化）（g=10牛/千克）

Answer 1

游泳圈漂浮時所受的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.6×10^-3m³=6N，
游泳圈浸沒在水中時所受的浮力：F_浮′=ρ_水gV_排′=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6.6×10^-3m³=66N，
根據浮力產生的原因F_浮=F_向上-F_向下可知，游泳圈受水各個方向壓力的合力即為浮力，所以合力是66N．
答：游泳圈漂浮在水面上時受到的浮力是6N．游泳圈全部浸沒在水中時，游泳圈受水各個方向壓力的合力是66N．