Question

一個邊長為1dm的正方體物塊浸入水中（其上、下表面與水面平行），若不計大氣壓的作用，當物塊的下表面受到的壓力為25N時，（取g=10N/kg）求：
（1）上表面受到的壓強為多大？
（2）正方體物塊受到的浮力多大？

Answer 1

正方體物塊的上下表面的面積：
s=0.1m×0.1m=0.01m²，
正方體物塊的體積：
v=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m³，
（1）物塊的下表面受到的壓強：
p_下表面=

F下表面

s

=

25N

0.01m2

=2500Pa，
∵p=ρgh，
∴物塊的下表面所處的深度：
h_下表面=

2500Pa

1×103kg/m3×10N/kg

=0.25m=2.5dm，
物塊的上表面所處的深度：
h_上表面=h_下表面-1dm=2.5dm-1dm=1.5dm=0.15m，
物塊的上表面受到水的壓強：
p_上表面=ρgh_上表面=1×10³kg/m³×10N/kg×0.15m=1500Pa；
（2）∵h_下表面=2.5dm＞1dm，
∴物體浸沒水中，
∴物體受到的浮力：
F_浮=ρ_水v_排g=1×10³kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N．
答：（1）上表面受到的壓強為1500Pa；
（2）正方體物塊受到的浮力為10N．