球体落入液体实验

模拟球体从空中落入水中的过程,观察重力、浮力、阻力等受力情况。

G
重力 G
浮力 Fb
阻力 Fd
支持力 N

实验控制

实时数据

高度 h0.75 m
速度 v0.00 m/s
重力 G0.00 N
浮力 Fb0.00 N
阻力 Fd0.00 N
支持力 N0.00 N
净力 Fnet0.00 N

原理说明

牛顿第二定律

物体运动遵循牛顿第二定律 F = ma,其中F为净力,m为质量,a为加速度。 球体下落过程中,净力Fnet = G - Fb - Fd - N决定其加速度方向。

阿基米德浮力原理

物体在液体中受到的浮力等于其排开液体的重量,Fb = ρ液体 × g × V排。 当球体完全浸沒时,V排等于球体体积;部分浸沒时,V排为浸沒部分的体积。

流体阻力特性

球体在液体中运动时受到阻力Fd = ½ × Cd × ρ液体 × A × v², 其中Cd为阻力系数,A为截面面积,v为相对速度。阻力方向与运动方向相反。