為什麼船可以浮在水面上
2024-10-03 18:59:15
作者: 小書蟲讀經典工作室編著
把一顆鐵珠投入水中,這顆珠子一定會很快就沉入水底;然而鋼鐵製造的船顯然十分沉重,可它卻能在水面上安然行駛。這是為什麼呢?
要說明這個問題,我們可以做個試驗。把一張薄鐵皮放在水裡,它立刻就沉下去了;如果把這張鐵皮做成一個盒子,重量沒有改變,它卻能漂浮在水上。不僅如此,在盒子裡再裝一些東西,盒子也僅僅下沉一些,但仍能漂浮在水面上。這是因為,盒子的底面會受到來自水的豎直向上的浮力,只要浮力大於鐵盒的重力,就能托住鐵盒使它不會下沉。
輪船能浮在水上的道理也是一樣的。古希臘的學者阿基米德曾經說:「作用於水中物體上的浮力的大小等於物體所排開水的重量。」船所排開水的重量越大,船所受的浮力也越大。因此船隻要一部分浸沒在水中,排開水的體積在小於船體的條件下,船就能漂浮在水面上。同樣的道理,空心的牙膏皮可以浮在水面上,把它捲成一團卻會沉入水底。
那麼,船所排開水的重量又是由什麼決定的呢?顯然這和船的體積與重量息息相關。船越大,或者裝載的東西越多,吃水就越深,排開的水量也就越大。我們所聽過的「曹沖稱象」的故事,正是利用了這一原理。