Problema físico: el nivel del líquido sube y baja.

Primero determine un problema: estado inicial: hay agua en el vaso, pero muy poca hielo se sumerge en el agua y se hunde hasta el fondo, la flotabilidad es demasiado pequeña y el fondo del vaso necesita soportar los cubitos de hielo.

1. Tu respuesta:

(1) Levántate: correcta;

(2) La razón es correcta, pero no pareces tener la suficiente confianza.

Después de que el hielo se derrita, ¿todavía tiene flotabilidad? Cuando el hielo se derrite, se convierte en agua. Normalmente no hablamos de la flotabilidad de los líquidos. Pero siempre que el método sea razonable, también se puede discutir.

Si quieres analizar este problema desde un punto de vista mecánico, tienes que ir hasta el final: si crees que el hielo derretido no tiene flotabilidad, entonces sus fuerzas están desequilibradas. Para facilitar el análisis, primero asumimos que el cubo de hielo está inicialmente envuelto por una película ligera. Después de derretirse, la película se envuelve en agua y se suspende en el agua; debido a que la cantidad total de agua debe ser mayor que la cantidad de agua obtenida al derretir el hielo, esto es completamente posible. El agua de la película está sujeta a la misma gravedad que el hielo, por lo que también debe experimentar una fuerza de flotación igual a esta gravedad para mantener el equilibrio.

Entonces, tus razones son correctas.

2. Otras soluciones:

Primero te cuento una fórmula: fórmula de presión del líquido-p =ρGH;

Esta fórmula debes conocerla, pero no. Realmente debes entender. Esta fórmula se aplica a cualquier líquido, siempre que esté en equilibrio, en la Tierra (esta es la fuente de G h se refiere a la distancia desde un cierto punto del líquido hasta la superficie del líquido; p es la presión del líquido); en este punto.

Para este problema, en dirección vertical, tanto el hielo como el agua acabarán ejerciendo presión en el fondo del vaso. Esta presión interactúa con la fuerza de soporte del fondo del vaso sobre el agua helada, y la fuerza resultante de esta fuerza de soporte y la gravedad total del agua helada es cero. Entonces la presión es exactamente igual a la suma de la gravedad del hielo y el agua. Antes y después de derretirse, la masa total de la sustancia en la taza permanece sin cambios, por lo que la presión permanece sin cambios. Además, el área del fondo de la taza es constante, por lo que la presión promedio en el fondo de la taza también es fija. Deja que la naturaleza siga su curso :p.

Antes de derretirse (1), existen dos presiones en el fondo del vaso:

① Contacto con el agua: p 1 = rhogh 1 es el nivel del líquido en este momento; ;

p>

②Contacto con hielo: P2 = G/S0;; g es la gravedad del cubo de hielo, S0 es el área de contacto entre el cubo de hielo y el fondo de la taza;

Nota: ②La fuerza real en el fondo del vaso mediano es de hecho G, no solo la presión del cubo de hielo en el fondo del vaso, N = G-F (F es la flotabilidad del cubo de hielo ). Debido a que todavía hay agua entre el cubo de hielo y el fondo del vaso - aunque es una pequeña cantidad, es suficiente para proporcionar flotabilidad al cubo de hielo, y también es suficiente para transferir la fuerza de reacción de esta flotabilidad - la presión del cubo de hielo en el agua (el tamaño es igual a F) hasta el fondo del vaso. Entonces ② en realidad hay dos fuerzas en el fondo del vaso mediano: la presión del hielo n y la presión del agua f (solo el tamaño). Por lo tanto:

P2 = G/S0 =(N+F)/S0;

Sabemos que F =ρgV; v es el volumen del cubo de hielo sumergido en agua; esto sucede :V/S0 = h 1;

Por lo tanto, F/S0 =ρGH 1 = p 1;+0;

Por lo tanto, P2 = n/Sp 1;

p>

Porque n > 0, P2 > p 1;

Es decir: la presión en el fondo del vaso en el cubo de hielo es mayor que la presión en el fondo de la taza en otro lugar: esta es la clave de este problema;

(2) Después de derretirse, solo hay una presión en el fondo de la taza, por lo que es la presión promedio en el fondo de la taza. taza:

p =ρgh2; H2 es la altura del nivel del líquido en este momento;

Porque, P = P1, el valor promedio de P2 y p 1 < p2;

Por lo tanto, p 1 < p < p2; es decir:

ρGH 1 gravedad → flotabilidad = Gravedad: el nivel del líquido baja, por ejemplo, primero presione el bloque de madera en el agua; mano, luego suelte la mano y el bloque de madera flota;

②Flotabilidad v1: queda después del llenado y el nivel del líquido aumenta;

p>

La flotabilidad de hielo: f =ρgv 1; ρ es la densidad del agua;

La gravedad del hielo: g =ρ′g(v 1+V2)=ρGV3' es la densidad del hielo;

Porque: g > f;

Entonces: v3 > v1, el nivel del líquido sube.