悬浮与漂浮的区别
悬浮与漂浮是流体中物体静止时的两种平衡状态,二者的核心差异体现在物体与流体的密度关系、排开流体的体积,以及在流体中的位置特征上。漂浮是指物体部分浸入流体中,一部分体积露出液面,如木块漂在水面、冰山浮在海洋中。此时物体所受浮力等于自身重力,但排开流体的体积小于物体总体积。从密度角度看,漂浮的物体密度必然小于流体密度,因此需全浸没即可通过排开少量流体获得足够浮力。例如,松木密度约0.5g/cm³,小于水的1g/cm³,故能以部分体积露出水面的状态平衡。
悬浮则是物体全浸没在流体中,可静止于任意深度,如潜水艇悬停于水中、某些鱼类静止在水体中层。此时物体所受浮力同样等于重力,但排开流体的体积等于物体总体积。这物体密度与流体密度全相等:若物体密度大于流体,会下沉;小于流体,则会上浮直至漂浮。例如,死海中的人能轻松漂浮是因为海水密度大于人体密度,而若将鸡蛋放入浓度适宜的盐水中,当盐水密度等于鸡蛋密度时,鸡蛋则会悬浮在液体中。
此外,漂浮物体的平衡位置相对固定,其露出液面的体积比例由密度差决定,密度差越大,露出体积越多;而悬浮物体在流体中固定平衡位置,可随外力如潜水艇调整压载水在任意深度保持静止,前提是始终维持密度与流体一致。
简言之,漂浮是“密度小于流体、部分浸没”的平衡,悬浮是“密度等于流体、全浸没”的平衡,二者通过密度与体积的关系,在流体中呈现出截然不同的静止状态。
