只要 三个条件同时成立:
(1) “水压=水密度*深度” 这个公式成立,
(2)“木头密度=(3)水容器形状大小允许,
那么 一公斤水就能浮起两公斤甚至1000吨的的木块,其实木头重量可以任意。如果有一个条件不成立了,那就可能浮不起来了。
“浮”的力学条件是 浮力 = 重力。那么木头就可以浮在水面,或者浸润在水里,不接触水容器,不靠水容器直接提供支撑力。
浮力是怎么计算的?就是“ 水压=水密度*深度 ”这个对一般条件下成了的公式,但是不知道在分子级别,也就是几个分子厚的薄膜是否还成立。假设这个公式就是成立,那么
浮力 = 水密度 * 浮体在水平面下的体积
这就是阿基米德定律。
所谓的浮体排水体积其实不是很严密的说法,这可能让人想到2公斤的木头也许把1公斤水都排走了。其实没排走,还在周围呢。所有,更准确的说法是 “浮体在水平面下的体积”。
只要 浮力 = 重力, 水就可以支撑住木头。也就是
水密度 * 浮体在水平面下的体积 = 木头密度*木头体积。
因为
浮体在水平面下的体积 < = 木头体积,
所以
水密度 >= 木头密度
当然水容器形状大小也得允许木头放置。
不过当木头太大的时候,到达几百斤的时候,甚至是一艘战舰的时候,一公斤的水就太少了,只会在木头周围形成一个薄膜,这时候也要求容器只比木头大一个薄膜的厚度。如果是薄膜的话,也就不是一般意义上的“浮”了。但是如果这个薄膜还可以当作连续介质的话,那么水压公式还是成立的,那么还可以“浮”。如果薄膜的厚度太小,比如只有几个分子大小,那么就不能当成continuum mechanics了,所有以上公式可能就不成立了,那么“浮”不“浮"就不清楚了。