No.146 浮力是保守力,但為什麼我們很少提到「浮力勢能」?

2021-02-09 槓精學物理

問題提出


前面兩期視頻，我們重點考察了浮力做功和能量轉化的特點。我們非常清楚地知道，浮力是一種保守力。

然而，我們熟悉的保守力，諸如重力，萬有引力，彈簧彈力，靜電力等均對應著相應的勢能。

為什麼浮力這種保守力所對應的「浮力勢能」，我們卻很少提到呢？

如果您也有這個疑問，歡迎觀看下面錄製的視頻：

視頻簡介


從視頻中我們可以看到，「浮力勢能」是可以通過類比而定義的。和其餘的保守力一樣，保守力做功和勢能變化滿足的關係式一致。

但我們習慣使用的機械能守恆定律中，卻不包含「浮力勢能」。我們習慣將物體浮力勢能的變化轉化為流體重力勢能的改變。從而在傳統意義上的機械能範圍內，保持系統的機械能守恆。

當然，非要使用「浮力勢能」也是可以的。同樣需要定義浮力勢能的零勢能點，浮力勢能也有正負，甚至還可以定義「浮力線」來表徵「浮力場」的大小，亦或是可以通過「浮力場」的等勢線（面）來表示浮力和浮力勢能的相關性質。

類比遷移的能力是高考中經常考察的能力，高考命題者是否也可以在「浮力勢能」上做做文章？

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