在自然界，我們經(jīng)�？梢钥吹揭恍┧究找�(jiàn)慣的現(xiàn)象，但有時(shí)并沒(méi)有想過(guò)造成這種現(xiàn)象的原因。例如當(dāng)被問(wèn)到船只在海里沉沒(méi)時(shí)，最終會(huì)停止在何處？這與海水的深度有關(guān)嗎？大家一定回答是沉入海底。但是為什么會(huì)這樣呢？有人會(huì)說(shuō)是由于重力的作用。而聽(tīng)了下面的解釋，你又會(huì)怎么想呢？你認(rèn)為這種說(shuō)法對(duì)嗎？
由阿基米德的浮力原理可知道，物體的飄浮性決定于客觀存在的平均密度，而不是它的重量。如果物體的平均密度比液體的密度大，那么它就下沉；密度相同時(shí)，物體就可懸浮在液體中。深處的水由于受到上面水的重壓，密度會(huì)增加，海水越深，密度越大，那末到了相當(dāng)?shù)纳钐�，海水的密度一定就可以達(dá)到與船的平均密度相等。假使船沉到此處，就不會(huì)再沉下去，因?yàn)樵俪寥ゾ蜁?huì)碰到密度更大的海水，而被推上來(lái)了。因此，沉船會(huì)懸浮在相當(dāng)深的海水里，而不一定沉到海底。
好象結(jié)論很正確，因?yàn)楹Ｑ笊钐幍膲簭?qiáng)是非常巨大。在海洋中深度每增加10 米，每平方厘米就增加10.094 牛頓的壓力，這相當(dāng)于1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。在許多地方，海洋的深度有好幾千米，那里的大氣壓強(qiáng)是非常巨大的。有的海員常和沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的旅客開(kāi)玩笑，用很長(zhǎng)的繩子把一塞緊瓶塞的空瓶子系上重物沉入很深的海里。當(dāng)把瓶子提上來(lái)時(shí)，里面竟裝滿了海水1 旅客很驚訝，因?yàn)槠咳栽谏厦婢o緊地塞著。其實(shí)，這是海水的壓強(qiáng)在作怪。當(dāng)瓶子下沉?xí)r，深水中的高壓把瓶塞壓入瓶中，使瓶子裝滿水；瓶子提上來(lái)，由于壓力減小水膨脹而把瓶塞推回原處。
現(xiàn)在我們?cè)倩氐皆瓉?lái)的沉船問(wèn)題上。雖然海洋深處有著巨大的壓強(qiáng)，但是水象所有液體一樣，幾乎不能被壓縮。也就是說(shuō)，無(wú)論多大的壓強(qiáng)，總不能把水壓得比它原來(lái)體積小很多。1 大氣壓只能使水的體積縮小1/22000。就是在最深的海洋下，水的密度也增加不到5％，不可能增加到與船的密度一樣大，所以船在一般海里沉沒(méi)時(shí)，毫無(wú)疑問(wèn)地都會(huì)沉到海底。
但對(duì)一些內(nèi)陸的特殊海來(lái)講，則是另外一種情況。例如死海，它的海水密度很高，平常的海水約含鹽2％或3％，而死海里水的含鹽量高達(dá)27％以上。就是說(shuō)有1/4 的重量是鹽，所以那里的海水的浮力很大，人和船都不會(huì)沉沒(méi)于水中。如果人在死海中游泳，絕對(duì)淹不死。你可以仰躺在水面上；甚至，完全可以抬起頭來(lái)，讓身體在水面上浮著，只有腳跟浸入水中。因此與其說(shuō)是在水里游泳，還不如說(shuō)是在水面上“游泳”。
我們?nèi)绻屑?xì)觀察船舷，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們上面都畫(huà)了若干條橫線??吃水線。它表示船在各種密度的水里，滿載時(shí)的最大吃水深度，超過(guò)此線，船就可能下沉。在不同的海洋中，水的密度不同。吃水線在咸水里比較低，在淡水里比較高。這些吃水線的位置實(shí)際上也與浮力有關(guān)，因?yàn)榇胨纳疃葲Q定于液體的密度。即當(dāng)船上裝著同樣的貨物，在海水里行駛，船就浮得高些，而行駛到大河等有淡水的地方，就會(huì)浮得低點(diǎn)。實(shí)際上每一條船都能夠用來(lái)測(cè)量海洋中水的密度。
液體的密度能不能用簡(jiǎn)單的辦法來(lái)測(cè)量呢？回答是肯定的，可以使用密度計(jì)。它是一種測(cè)量液體密度的儀器，像船上的吃水線一樣，密度計(jì)上不同的刻度值表示了不同液體的密度值。在使用密度計(jì)時(shí)，只要把它插入液體，它就會(huì)豎直地浮在液體中，液面所對(duì)應(yīng)的刻度值就是該液體的密度值。
密度計(jì)實(shí)際上是根據(jù)沉浮原理制造的。如果物體平均密度大于液體的密度，那么物體就要浮起來(lái)。待測(cè)量的液體密度越大，被密度計(jì)排開(kāi)的液體就越少，密度計(jì)浸在液體里的深度也就越淺些，即液體密度越大，密度計(jì)浮起的越高。
最后我們?cè)倏匆粋�(gè)有趣的問(wèn)題，它的答案是許多人意想不到的。經(jīng)常有人開(kāi)玩笑問(wèn)：一噸鐵重還是一噸木頭重？有些人會(huì)想也不想地說(shuō)一噸鐵重，結(jié)果引起周?chē)说墓笮�，他忘記了都是一噸重�?/p>
但是要是有人回答一噸木頭重的話，那么周?chē)娜艘欢〞?huì)笑得更厲害，認(rèn)為這個(gè)人比第一個(gè)人更笨�？墒沁@個(gè)看似荒謬的回答，實(shí)際上非常正確。
這是什么原因呢？原來(lái)阿基米德原理不但對(duì)液體適用，對(duì)氣體也同樣適用。因此一個(gè)物體的真正重量，應(yīng)該是它在真空中稱出的重量�？墒俏覀兤匠Ｋf(shuō)的重量，都是在空氣里稱出來(lái)的。既然是在空氣里稱出的，就要受到空氣浮力的作用。如果F 表示空氣浮力，P 表示物體的重力，所以在空氣中物體稱出的重量是T=P-F，方向向下。因而要求出物體的真正重量P，就應(yīng)該把空氣的浮力也加上去。在這個(gè)問(wèn)題里，木頭的真正重量，應(yīng)等于在空氣中一噸木頭的重量再加上木頭所排開(kāi)的空氣的重量；而鐵的真正重量則是在空氣中一噸鐵的重量再加上鐵所排開(kāi)的空氣的重量。
但是，一噸木頭所占的體積大約是一噸鐵的16 倍，一噸木頭的體積約占2 立方米，而一噸鐵約占 1/8 立方米。我們知道空氣的重量是每立方米1.29公斤，所以木頭和鐵所排開(kāi)的空氣重量分別為2.58 公斤和0.16 公斤，兩者相差約2.42 公斤！也就是一噸木頭比一噸鐵重2.42 公斤。確切地說(shuō)，在空氣里重一噸的木頭的真正重量，比在空氣里重一噸的鐵的真正重量重。
因此對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，正確的答案應(yīng)是：如果是在空氣中稱它們，然后在真空中比較的話，一噸木頭重。可見(jiàn)弄清在什么條件下稱重量，以及在什么條件下進(jìn)行比較，對(duì)于得出正確的答案來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/312255.html
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