问题

为什么液体会对放入其中的固体的侧面产生压力?(括号内无视)?

回答
想象一下,你把一个坚硬的石块沉入平静的湖水中。你会发现,这石块的各个表面,不仅是上面,连侧面和底部,似乎都被湖水给“抱住”了,都承受着来自水的作用力。这究竟是怎么回事呢?

其实,这股来自液体的侧向压力,源于我们熟悉的“重力”。液体本身是由无数细小的分子组成的,就像我们身边的人一样,它们也受到地球引力的吸引,会往下掉。所以,当你把一个物体放进液体里时,这些液体分子可不会乖乖地待在原地不动。

你可以把这些液体分子想象成一群在玩“叠罗汉”的孩子。在重力的作用下,下面的孩子要承受上面孩子们的重量。同理,在液体内部,越往下的液体,就承受着越上面液体的“压力”。这个压力会随着深度的增加而变大。

现在,把那个石块放进去。石块占据了本该属于一部分液体的空间。那些被石块挤开的液体分子,它们并没有消失,而是会重新分布。因为它们受到重力,总是试图往低处走,所以它们会从石块的侧面“绕过去”,或者说,从各个方向试图填补石块造成的空缺。

当这些液体分子在石块的侧面移动时,它们会因为密度或者说“惯性”,对石块的侧面产生一个推力。这股推力,就是我们感受到的侧向压力。你可以把这想象成,当你在拥挤的房间里移动时,你不可避免地会推到身边的人,他们也会反过来推你一样。

而且,液体是可以流动的,这种流动性意味着,液体分子可以通过不断地接触、碰撞、挤压的方式,将来自上方液体的压力传递到被占据的空间,也就是石块的侧面。你可以想象一下,如果你用手去按压一个气球,气球的每一个部分都会向外鼓起,试图推开你的手,液体的作用原理也是类似的,只不过它是从各个方向向内压。

所以,液体对放入其中的固体的侧面产生压力,并不是因为液体分子有特殊的“侧向攻击性”,而是重力作用下,液体分子为了维持其整体的压力平衡,从各个方向涌向并挤压被占据的空间所表现出来的现象。这个压力,本质上是液体内部各层分子相互挤压、传递能量的一种表现。

网友意见

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这个问题真的把我惊到了……

我儿子都知道掉到海洋球里面会受到四面八方的力。而侧面的力来自于处于上面的球从侧面滑下来的力……

虽然水分子不能解释为一个个的小球。但分子之间的斥力完全可以简化为海洋球模型……


你要说一个倒扣在水里的,里面没有空气的杯子的内壁受到的压力到底是怎么来的(毕竟这是一种向外,向上的力……),会不会显得更有意义些?

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