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水為什麼在太空中漂浮

圖文更新时间:2024-11-25 10:32:49

在空間站太空授課中，航天員王亞平展示了太空中水球内部的泡泡不會浮到液體表面，而隻是停留在産生的位置，也就是說，太空中浮力消失了。

由于這個回答需要涉及重力，我們首先說明，地球軌道上是有重力的，隻不過重力用來提供物體繞地球轉動的向心力了。因此準确的說法是“地球軌道是一個微重力環境”。但是由于習慣的用法，本回答仍稱太空中不表現出重力。

我們先來複習一下初中物理中對浮力的描述：“物體在液體中受到的浮力等于其排開液體的重力”，這樣看，在太空中表現為沒有重力的情況下，沒有浮力也就是順理成章的了。

我們從液體壓強公式P=ρgh出發，認真分析一下。我們在小學二年級的流體靜力學中了解到，液體壓強是由重力産生的[1].在地球上的水裡浸沒有一個形狀規則的物體，它受到水來自四面八方的壓力，由于豎直面的壓力彼此抵消，因此物體受到的水的合力就是上下兩個底面的壓力差。假設上下兩個底面面積都是S，那麼合力F=ΔP×S＝ρgΔh×S＝ρgV，對于一般物體，可以通過積分計算。也就是說，浮力來自液體壓強，而壓強本質上來自重力。

水為什麼在太空中漂浮（水在太空中為什麼會失去浮力）1

在太空中，水聚合成水球并不是因為重力，而是因為表面張力。王亞平兩次太空授課都是用一個環形的框架來約束水球就是這個原因。水球内部并不能像地球一樣區分上和下。也就是說，太空中水球内部壓強處處相等，水球中的物體受到的合力也就是零，因此不會浮到水球表面。浮力也就消失了。

參考資料：

液體浮力的推導

by 藏癡

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