關於沉船的浮力的矛盾？

Question

有一艘船浮在水面，後來沉了，請問船浮在水面時所受的浮力，和船沉在水裡時所受的浮力，哪個大？(1)沉的浮力<浮的浮力浮體浮力=物體重，沉體浮力<物體重，沉體浮力<物體重=浮體浮力，故得知。(2)沉的浮力>浮的浮力浮力=排開液體重，整艘船的體積>船底部體積，而液體體積和液體重量成正比，故得知。哪個才對呢？

好，歸納幾個重點發問：
1.船的重量會不會改變？
2.船的密度會不會改變？
3.正常來講，一艘船所載運的物體裡什麼東西體積最大？
(不要告訴我是船本身，船上的東西裡有一樣東西體積比船大)

4.一艘船會什麼會沉呢？什麼因素導致它沉下去？它的密度比水小所以才浮起來的吧！那它的密度怎麼變大了？它的密度為什麼會改變？

Answer 1

大家好！我是漂浮喵貓！既然您大發慈悲的發問了，我就誠心誠意的回答您！Ｑ：有一艘船浮在水面，後來沉了，請問船浮在水面時所受的浮力，和船沉在水裡時所受的浮力，哪個大？　Ａ：當然是浮的船大，不然怎麼會沉下去．Ｑ：可是沉下去後船身在水面下不是更多嗎？浮力不是應該更大嗎？Ａ：可是卻失去了船中間的中空部分的浮力，失多得少浮力大減．Ｑ：中空部分怎麼會有浮力？Ａ：浮的時候中間是空氣，意義為＂水被排開＂，有浮力　　沉的時候中間是水，意義為＂水未被排開＂，沒有浮力Ｑ：船的重量會不會改變？
Ａ：質量恆不變，在水中測到的重量因浮力減少故增加．Ｑ：船的密度會不會改變？Ａ：當然不會，船還是好好的在那邊，只是沉下去了而已Ｑ：船上的空氣算在船的整體體積密度質量裡面？Ａ：船上或水上都有大氣壓力下壓平衡，跟這個何關Ｑ：船是因為＂載著＂空氣所以＂密度變小＂才浮上來的？Ａ：豈有此理，如果今天地球是真空只剩下海洋難不成那艘浮船就會密度增加沉下去？Ｑ：我還是覺得空氣應該算入船的密度耶！Ａ：那麼請拿個超長的塑膠袋頂在你頭上，裡面載滿了大量的空氣並且走入水中，你就知道你的密度有沒有大於１了．Ｑ：既然密度比水大為何還浮著？Ａ：因為有浮力嘛！回歸問題的基本面．．．Ｑ：那為什麼船會沉下去？Ａ：船破洞後旁邊的水位比船內高，理所當然補進來．補進來的那部份浮力就沒了，於是船又往下陷，陷了旁邊水再補補到整艘船沉下去．就是這樣～喵！

2006-06-13 10:15:50 補充：
A1:那請你把塑膠袋封起來再試一次

A2:密度大於1所以才要有中空部分的

浮力幫助.

A3:那根據你的定義船"載到"多少空氣?如果今天我拿幾匹布把船緣往上"架高"三公尺,那根據你的講法船豈不是又多裝了三公尺的空氣

應該會往上浮很多囉!?

2006-06-13 12:40:48 補充：
那個金碗如果作的"開一點"

內部空間大一點,還是有可能浮上來.

用數學說明好了.

如果金碗的形狀像y=x^2的圖形一樣

大概就會沉

但是如果像y=x^2/10的形狀

大概就浮的起來

2006-06-13 12:42:22 補充：
再說到布的問題

照你的講法密度比較船>布>空氣

所以船身的部分是船+空氣

布的部分是布+空氣

後者的密度小於前者

所以我往上架布仍有減少密度的功效不是?

2006-06-13 12:43:34 補充：
而且我的重點是這句

Ａ：浮的時候中間是空氣，意義為＂水被排開＂，有浮力
　　沉的時候中間是水，意義為＂水未被排開＂，沒有浮力

而不是密度不密度的

2006-06-13 15:53:37 補充：
碗壁作薄一點

就可以寬一點

2006-06-13 15:54:15 補充：
空氣從頭到尾只是剛好停在那邊

無辜的受害者

空氣絕對沒有助碗上拉的力量

2006-06-13 15:55:10 補充：
假設你今天握著兩個拳頭

放入碗裡面但不碰到碗

那麼你說這個碗是密度變大？

因為多了你兩個拳頭？

還是密度變小？因為空氣少了很多？

2006-06-13 15:56:17 補充：
我想說的是，空氣跟碗或船的密度一點關係都沒有

他們只是像屋頂上的貓停在那而已

屋頂被雪壓垮了總不能說是貓的錯吧！

2006-06-13 16:26:56 補充：
好呀!那請問一下

你的船所包含的空氣範圍到哪裡?

2006-06-13 16:46:17 補充：
水面以下怎麼會有空氣?

2006-06-14 16:17:59 補充：
1.so the bowl will sink after the raise of average density?

2. Suppose I put gold instead of my hand,then the bowl will sink totally into the water without anything touching it?

2006-06-14 19:32:18 補充：
WOW that's incredible

that means you can sink any stuff

without touching it.....

2006-06-14 19:35:05 補充：
even more convenient then

龜派氣功or九陽神功

2006-06-14 22:32:24 補充：
too little? where?

2006-06-14 22:32:57 補充：
so how do you calculate the density of the part replaced by gold?

you count it by gold?

or still air?

or nothing?

2006-06-15 10:17:50 補充：
nothing? that means

the average density will drop?

So the bowl will float up

after you "carry" gold into it!?

2006-06-16 00:09:08 補充：
so who started the density stuff

2006-06-16 09:50:40 補充：
I just used to use the word stuff

for bad things I would use "crap"

2006-06-17 11:15:45 補充：
plain "meow cat " is fine.

Answer 2

船沉在水裡浮力<船浮在水面浮力 我們理化老師是這樣教的

Answer 3

不矛盾~
不矛盾啦~
一點也不矛盾~

沉船~他本身已經失去了排開水的能力~
僅能以本身實際的體積去計算浮力~

通常船是鐵做的~
密度大大於水的密度~
如果不能藉由空間來排開水~
船是非沉不可~

金碗
金的密度也是大於水~
他不能利用他本身的造型空間來排開水的能力也是要沉的阿~
空間不夠大~也是要沉的

浮力=排開液體(水)的重量=物體的體積乘以液體的密度

潛水艇~
就是因為具備了~吸水排水的兩種能力~
藉由吸水排水來改變潛水艇的體積達到改變浮力大小才能自由自在的要沉要浮阿

浮力=排開液體(水)的重量=物體的體積乘以液體的密度

這是不變的公式

妳補充的再多大家還是是用這種公式來解釋~

我在想你是不是故意要來送分的~

還是因為妳根我一樣無聊~

要來讓大家腦力激盪的?

我想妳真是用心良苦

但是不管如何~

還是依照公式的定義就能回答你的問題

不管你的物體是鐵也好是金也好還是任何物體~
無論物體密度如何
只要物體能排開水體積成上水的密度所得到的重量大於你放在水面的物品你的物品就會浮~
反之就會沉
海水密度隨著地方不同也不同喔
http://w3.oc.ntu.edu.tw/chap6/chap6.htm

當年~1912年4月10號我們所知道的鐵達尼號~很重吧~
渴是因為船底被冰山給撞破了~
因為船失去了排開水的能力~
水進入船體後佔去了船的體積也增加了船的重量
開始下沉速度是慢慢的到後來會越沉越快~
因為水進入船體時不但佔據了船的體積還減少船的浮力還增加船的重量

沉到水裡之後~
無論沉得深度高低~
所受的浮力也不會改變
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1206060813342
以上~

無聊的斯羽
參考資料
無聊的斯羽

2006-06-15 16:38:06 補充：
別想著平均密度的問題~也別想著船的密度改變的問題一艘船會沉~最主要是因為水進到船裡面~一方面增加了船的重量另一方面也減少了船排開水的空間(浮力減少了)就算船沒破洞你一直給船裝東西到後來船太重重到船身的甲板低於水平面那也是沉啦~如果~船身沒進任何水(例如潛水艇)妳在它上面一直加東西~加到潛水艇的最大浮力也是沉~只是潛水艇沉了還是叫潛水艇~船沉了就叫沉船了~

2006-06-15 16:38:55 補充：
沉的高低要看你所載的東西~
因為任何物體進入水體重量會受到浮力的抵消而變輕~
當浮力和重量達到平衡時~
該物體可以在水裡任何一點高度靜止~
浮力的大小與高度沒關係~
就潛水艇來說~在水面下10公尺跟水面下1000公尺所受的浮力是相同的
以妳的問題沉的浮力跟浮的浮力
只要該物體的體積不變~不進水的情形下
沉到水裡面所受的浮力叫做該物體的"最大浮力"
還沒沉到水裡面的話~就是該物體水面下的體積乘上水的密度叫做"該物體所受的浮力"
所受的浮力~永遠小於~最大浮力
妳的問題好複雜喔~
這樣解釋可以嗎~

2006-06-15 16:39:16 補充：
真的要計算船的平均密度~天ㄚ太多東西要算了吧
船又不是只有一種材料~
沒人這樣算船的浮力~
計算船的最大浮力~
甲板以下可以進入水裡不進水的體積乘上海水密度~
算出來的單位是重量單位~扣掉船身所有的物體的重量就是最大載重量~一般來說不會算的這樣剛剛好~萬一依個海浪來了不就進水了~
所以預防不小心進來的水~船艙裡還有抽水馬達~
如果抽水速度低於近水速度~最後就沉定啦
我覺得我也回答的很複雜呢= =

2006-06-15 16:41:43 補充：
沉的高低要看你所載的東西~ 因為任何物體進入水體重量會受到浮力的抵消而變輕~ 當浮力和重量達到平衡時~ 該物體可以在水裡任何一點高度靜止~ 浮力的大小與高度沒關係~ 就潛水艇來說~在水面下10公尺跟水面下1000公尺所受的浮力是相同的 以妳的問題沉的浮力跟浮的浮力 只要該物體的體積不變~不進水的情形下 沉到水裡面所受的浮力叫做該物體的"最大浮力" 還沒沉到水裡面的話~就是該物體水面下的體積乘上水的密度叫做"該物體所受的浮力" 所受的浮力~永遠小於~最大浮力 妳的問題好複雜喔~ 這樣解釋可以嗎~

2006-06-15 16:42:38 補充：
真的要計算船的平均密度~天ㄚ太多東西要算了吧 船又不是只有一種材料~ 沒人這樣算船的浮力~ 計算船的最大浮力~ 甲板以下可以進入水裡不進水的體積乘上海水密度~ 算出來的單位是重量單位~扣掉船身所有的物體的重量就是最大載重量~一般來說不會算的這樣剛剛好~萬一依個海浪來了不就進水了~ 所以預防不小心進來的水~船艙裡還有抽水馬達~ 如果抽水速度低於近水速度~最後就沉定啦 我覺得我也回答的很複雜呢= =

2006-06-15 16:49:15 補充：
還有~如果船沉了同時船身不進水的情形下(例如潛水艇)"潛"到水裡比浮在水面所受的浮力大喔因為"潛"到水裡的話所排開液體的體積比不"潛"到水裡的體積大喔~如果是一般的"船"這樣的情形就不存在了~因為一般的"船"不可能"潛"入水裡不進水~妳的問題好像腦筋急轉彎一樣= =

Answer 4

Ｑ：我還是覺得空氣應該算入船的密度耶！
Ａ：那麼請拿個超長的塑膠袋頂在你頭上，裡面載滿了大量的空氣
並且走入水中，你就知道你的密度有沒有大於１了．

喵貓你這樣說就不對了，想想看游泳圈是什麼原理？
你那個塑膠袋不封起來當然會溺死呀！
我自己的密度不嚴格來講是不變的，但是加了游泳圈總平均密度就變小啦！

為什麼說不嚴格來講？因為我的心臟旁邊就有兩個氣球可以裝空氣改變我的密度。

2006-06-13 02:46:25 補充：
船是因為＂載著＂空氣所以＂密度變小＂才浮上來的？
我有這樣說嗎？我明明是說載著空氣的船「總平均密度」小於1，所以浮起來。如果船體積不包括空氣，當然它的密度是不變的。
但是馬口鐵、純鐵、不鏽鋼的密度有相同嗎？它們都是含鐵的混合物嘛！
再說密度不小於1，怎會浮起來？

2006-06-13 11:54:23 補充：
那請你把塑膠袋封起來再試一次
我沒那種阿美你啃時間做這種實驗:)
而且我不想被看作游泳池的白痴

拿幾匹布把船緣往上"架高"三公尺
如果你以為我陷入某種科學「迷思」的話，那你七成錯了。
沒錯，這麼做的確可以多裝一點空氣，但是，布也有重量，布也有密度，計算總平均密度不用把布考慮進去嗎？


你以為我以為空氣越多，總平均密度越小嗎？


沒有這回事！一艘正常的船不可能只載空氣的，我把一個黃金做的大箱子(裡面是滿滿的空氣)搬到10公尺長的小釣魚船上，船當然就沉啦！

2006-06-13 11:55:04 補充：
幫我回答這題喔！
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1306061204905

2006-06-13 12:27:21 補充：
我明明是說載著空氣的船「總平均密度」小於1

好，好，你挑我語病，我承認我錯了，不是錯在觀念，錯在表達。

"只"載著空氣的船「總平均密度」小於船體材料的密度。

這樣行了嗎？
按照兩物總平均的觀念，只載著空氣的船總平均密度，應該會介於空氣密度和船體材料密度之間，所以除非船體材料密度小於或等於空氣，不然總平均密度必小於船體材料的密度。

2006-06-13 15:39:12 補充：
如果金碗做成半圓呢？我在想這樣容積總最大了吧？結果密度還是遠大於1。
再說同樣體積的金，你做得越開，底面積越大，但是高越小，能載的空氣未必較多喔！

浮的時候中間是空氣，意義為＂水被排開＂，有浮力......
我又沒說你這兩句話錯....

再說物體密度小於液體密度則浮，反之則沉，這件事本來就可以從「浮力=排開液體重」推得，所以這是同樣原理。

2006-06-13 16:13:35 補充：
這只是定義問題吧！
你的船沒有包含空氣，我的船有。
再說我也承認「船體材料」密度是不變的。
基本上，水才不管你什麼鐵呀金呀空氣的，它只管你這個混合物的平均密度是否小於1，是則浮，否則沉，可以你又沒辦法叫空氣別待在那裡，除非你把船作成別的形狀。

2006-06-13 16:44:08 補充：
從水面以下，一直到船底。

不過我不保證這樣思考沒有瑕疵，反正我也沒標榜我是物理大師，我也不必然是對的，所以要辯就來辯吧！真理越辯越明，互相討論對於彼此都有助益。

2006-06-13 16:53:38 補充：
假設你今天握著兩個拳頭
放入碗裡面但不碰到碗，那麼你說這個碗是密度變大？”根據你的定義，
這個碗的平均密度是變大了。

對，失去大部分輕輕的空氣，多了重重的拳頭，平均密度是變大了，so....那又怎樣？

2006-06-13 17:03:56 補充：
http://home.pchome.com.tw/net/cloudyma/qid1306061107305.JPG

2006-06-14 15:29:15 補充：
eddyshkang：
我看得懂你的英文，但是我還是不明白你要問什麼，祈明示。

2006-06-14 19:06:32 補充：
WHAT KIND OF SITUATION IS IT NOW?
Am I talking to Americans?

1.I think so. The water line of bowl will get higher and higher with the raise of average density till it sinks at last.

2006-06-14 19:07:00 補充：
2.If the density of the material of the bowl is higher than that of water, and the gold is full of the bowl,without any air staying in it, I think yes.
Because the average density will be in the domain between the bowl's material and gold, it is still higher than the density of water.

2006-06-14 20:55:50 補充：
Sorry,I ignored and misunderstood your meaning.

But that's because you used the wrong word.How can you "PUT" gold on the boat without touching the boat?
You should use "CARRY".

2006-06-14 21:07:21 補充：
OK!If you meant "carry",of course the average density won't change obviously(I means it will change little, too little to be observed)because the boat does't load the weight of gold.They are not integrated. The boat just loads the weight of air.

2006-06-15 00:31:48 補充：
Nothing.

The average density is calculated with the air staying in the bowl and the bowl's material.

I guess so without experimenting. Will it result in any contradictions?

2006-06-15 15:24:34 補充：
Wait!!
does the bowl float upon the water or sink in the water in beginning?
If it floats upon the water,how does it float "UP"?

I guess you meant it floats in beginning.

And I think the average density will a little raise after you carry gold upon it.

2006-06-15 18:49:52 補充：
我又沒有說要用平均密度來算浮力，事實上我也不知怎麼算。
一開始大家的確是討論浮力，不知怎麼地，變成討論光看密度是否可以決定一個物體的沉浮了。

2006-06-16 02:03:45 補充：
stuff?
What are you hinting?
you means that's my fault?
I have no fault.Nobody has fault.
We all want to discuss the question peacefully,right?

Answer 5

沉的浮力<浮的浮力------>是對的
a.船的重量不會改變
b.船的密度會改變
c.一艘船所載運的物體裡，最大的是空氣
d.船會沉是因為船進水了，密度變大是因為原本該裝空氣的體積變成裝水了，所以體積變小，密度變大

Answer 6

做個簡單的試驗，就甚麼都明白了。

用具：1，一個大同電飯鍋的內鍋 （ 或相同物體 ）
2，三個朔料桶，A，B，C。
3，一個大面盆

把大同電飯鍋的內鍋鑽個洞(媽媽罵你可別說是我教的)，然後用膠布把洞黏上。
把一個朔料桶 A 放進面盆里，再把這朔料桶裝滿水。

把大同電飯鍋的內鍋慢慢放進朔料桶里，讓它浮著。水會從朔料桶里溢出來。把溢出來的水倒進另一朔料桶 B。

把大同電飯鍋的內鍋拿出來， 抹乾。再把朔料桶 A 裝滿水。把大同電飯鍋的內鍋的膠布撕掉，慢慢放進朔料桶 A內。水會從破洞中流進鍋內，鍋會慢慢往下沉。有一些水還是會從朔料桶 A 中溢出來流進面盆里。把這水倒進朔料桶 C。

朔料桶 B 內的水是物體浮時排開的水；朔料桶 C 內的水是物體沉時排開的水。比較一下，那個桶里的水較多就得到答案了。

答案 ： 朔料桶 B 內的水較多。

2006-06-12 23:18:43 補充：
我知道克勞棣喜歡用密度來斷定東西的浮沉，這也沒有甚麼不對，但大家都沒法用克勞棣的語言替他把問題解說清楚。要是克勞棣有需要的話，可e-mail 到 [e-mail] 和我討論。

2006-06-13 16:38:51 補充：
克勞棣，我在高中的時候，想法和你是一樣的，直到一位哥倫比亞物理老老師開導後，我才改變了用密度來斷定浮沉的問題。
你說的沒錯， “它只管你這個混合物的平均密度是否小於1，是則浮，否則沉”，但怎麼計算“這個混合物的平均密度”呢？捷運圓山站的喵貓說的對，“假設你今天握著兩個拳頭
放入碗裡面但不碰到碗，那麼你說這個碗是密度變大？”根據你的定義，
這個碗的密度是變大了。
浮沉問題應該用排水量來決定，而不是用混合物的平均密度來決定。那會把問題複雜化。

2006-06-14 14:22:06 補充：
why does the boat contain air only up to the water level ？what do you have above the air ?

2006-06-14 14:23:20 補充：
對，失去大部分輕輕的空氣，多了重重的拳頭，平均密度是變大了，so....那又怎樣？
This is nonsense !

2006-06-15 11:39:15 補充：
Cloudy, I think your concept and understanding of the Law of Floatation is Not appropiate. You should follow Archimede's Principle and do not try to re-inevent the wheel. This will be my last advice, and I will not wasting my time participating in this discussion further.

Answer 7

浮體 就永遠是浮體  除非 體積和重量改變  也就是船的密度改變但這是不可能的(外星人做得到吧?) 改變量也很小(船表面生鏽好了^^密度改變)依據2006年沉船意外報告(瞎扯的)會沉船多半是船內進水  讓整體變重 所以沉下去一開始船浮在水上 浮力大小是船的重量  也等漁船底部體積(內部空心也算)乘以水的密度1沉在水中  浮力就是整個船的體積(加內部空心)乘以水的密度1看起來是沉在水中所受浮力較大   但這是進入船內的水的重量 影響的(也可以說成外力)  沒有外力 船是不會沉的     就像我們用手把浮體壓下水面是一樣的水對物體的浮力增加    來抵抗手壓物體的外力^^  不知道現在科學家 解釋是否有什麼新的專有名詞   我只能用7~8年前學的支釋來解釋了 (感覺提問題者 不像問問題 像在考其他人似的??^^)

Answer 8

哪要看是因為什麼阿
如果一艘船本來浮著
可是卻突然陳下去的話要看是為什麼阿
可能是船身漏水或等等阿
如果一開始就在下沉的話那沒就差了阿

要看你對突然沉了的原因和定義來說阿


而且在(2)的上一行
沉體浮力<物體重=浮體浮力 故得知應該是
把物體重消掉
沉體浮力<浮體浮力
沒錯阿

而且你要想沉的時候主要是
1.內部也有水阿
2.沉下去的話是哥是在底部(海底等等)
上並不是由福利提供的阿

Answer 9

１是對的吧

浮體時浮力＝液面下體積╳液體密度＝在空氣中的物重

沉體時浮力＝在空氣中的物重－在液體中的物重＝排開液重

浮體時．．還要顧慮到液體的密度吧

Answer 10

你的第二種說法沒有錯。
但第一種說法中，一個物體不可能同時又是沉體又是浮體。
(除非是物體跟液體密度相等的情況)
浮體浮力=物體重 這句話OK
沉體浮力<物體重
這兩個物體重顯然不一樣了，有可能是船增加了重量，導致自己密度變大，變成沉體，已經不是浮體的那個物體重了。