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模拟潜水艇

一个有经验的家庭主妇,肯定知道新鲜鸡蛋会沉到水里去。很多主妇用这种方法来判断鸡蛋是否新鲜:

如果鸡蛋下沉,说明它是新鲜的;

如果鸡蛋浮在水面上,说明鸡蛋已经坏了。

在物理学上,如何解释这一现象呢?

这是因为,新鲜鸡蛋比同体积的纯净水要重一些。需要注意的是,我们这里说的水是纯净水,如果是盐水的话,水的重量就会比鸡蛋的重量大。

阿基米德(公元前287—公元前212),古希腊哲学家、数学家、物理学家,享有“力学之父”的美称,提出浮力原理。

如果我们用一盆浓度足够高的盐水来做这个实验,那么根据阿基米德提出的浮力原理,只要鸡蛋的重量小于它排开的盐水的重量,即便是最新鲜的鸡蛋照样可以浮起来。

如果我们想让鸡蛋既沉不下去,也浮不起来,应该如何做呢?

浮力原理,也称阿基米德原理,指物体在液体中所获得的浮力等于它所排出液体的重量。

这一现象在物理学上称为“悬浮”。其实,我们同样可以用一盆盐水来做这个实验,只需要把盐水的浓度调配好就行了。也就是使没入水中的鸡蛋所排开的盐水的重量正好与鸡蛋的重量相等。

在调配盐水的时候,我们可能需要多调几次。比如,如果鸡蛋浮起来了,我们就加点儿水;如果鸡蛋沉下去了,我们就在水里加点儿盐。耐心地多试几次,我们总能调配出需要的盐水。这时,无论我们把鸡蛋放在水里的任何地方,它都只是停在那里静止不动,既不会上浮,也不会下沉,如图20所示。

图20 悬浮的鸡蛋

潜水艇就是利用这个原理制造出来的。它之所以能潜在水中而不下沉,就是因为它排开的海水重量等于自身的重量。当我们需要下沉潜艇的时候,只需要把海水从潜艇的下面灌进专门的水柜就可以了;当需要上浮的时候,再把水排出去。

飞艇之所以能飘浮在空中,也是利用了这个原理。就像鸡蛋在盐水中“悬浮”一样,飞艇所排开的空气的重量跟它自身的重量是相等的。 WcX1nLlTWwtLkkiXZWN7YqrCwQee9gMf006o7BfunDTWP2XsV6mRjLazfFsvWSMU

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