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如果一個人想知道王冠中有多少黃金或其他不值錢的金屬，就像阿基米德所說的那樣，就必須了解流體靜力平衡的原理，或者說流體靜力平衡；這可以通過一件與之同名的實驗室設備來完成，這就是靜水平衡。本質上，這個裝置測量一種物質或物體的重量，例如寶石或液體。它通過比較懸浮在空氣中的物體和再次懸浮在水中的物體的重量來實現的，因為游泳運動員知道，水中的物體看起來要輕得多；這是由于水對物體施加的向上推力，測量這些特性的設備通常類似于機械或電子秤，其上有一個容器，用來盛放有問題的物質。科學家帶著燒杯，用靜水壓天平測定密度特性，首先在空氣中稱取一種物質的重量，然后將同一種物質浸入一個裝有水的大容器中。這兩種測量方法進行了比較，并制定了描述該物質重力的公式。重力測量告訴研究人員有關物質密度的重要信息，或者說一種物質或物體在不同壓力下的行為。流體靜力平衡通常指的是重力和氣體對物質的壓力之間的關系。物質在不同的深度經歷不同的壓力。區域越深，它承受的重力壓力就越大。本質上，就像重力作用一樣向下-相對增加-物質的壓力梯度也會增加。簡單地說，要測量冠上的金，知道水對物體的向上力等于其置換流體的重量可能會有幫助這些力可以在其他方面與物質相互作用，如溫度和表面積，產生壓力或能量。靜水壓平衡可以使其他混合物中的元素以及水懸浮，為了測量物質的重力。測量還可以檢測可能與其他元素混合的物質的純度；例如，一個皇冠是否含有雜質，或者在阿基米德的情況下，是銀，它的流體靜力平衡與黃金有著顯著的不同。如今，這項技術在寶石學、天體物理學、地質學和大氣學等領域得到了應用；在更大范圍內，這一原理被用來描述行星和恒星的特征。在所有這些情況下，流體靜力平衡是指一種物質在不同的壓力下如何表現或保持其形狀或成分，靜水壓平衡技術依賴于機械設備。這種技術的典型形狀類似于普通天平：兩端支撐兩個盤子的T形結構。重量的差異會導致搖臂向較重的部件彎曲。當代的靜水平衡設備依賴于精密的電子設備傳感技術類似于一個電子平臺上懸掛著一個容器的天平。儀器可以被縮放到各種尺寸；有些是為臺式操作而設計的，而另一些則是更大的，處理大型船舶的獨立設備。現代設備提供數字輸出和許多其他精確讀數。計算機數字傳感器不僅可以報告給定的元件靜水平衡，但也可以輸出額外的計算信息。這些數據可能包括在測量系列之間運行分析和比較，以及英制或公制單位之間的單位轉換；以便在任何需要的測量中隨時輸出。

發表于 2020-09-18 04:24
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分類：科學教育

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