浮起來(lái)

張軍

浮力是生活中平凡無(wú)奇、時(shí)?？梢钥匆?jiàn)的物理現(xiàn)象，浮力知識(shí)對(duì)人們的日常生活、生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究有著廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。但是，你真的了解浮力嗎？書(shū)本上的知識(shí)點(diǎn)也許讓你覺(jué)得有些枯燥，那不妨來(lái)做做下面的幾個(gè)浮力小實(shí)驗(yàn)，一定能讓你對(duì)浮力的理解更加深刻。

乒乓球掉到水里，會(huì)浮在水面上。即使你把它按到水面下，當(dāng)你松開(kāi)手，它還會(huì)浮上來(lái)。這是因?yàn)樵谒聲r(shí)，乒乓球受到的浮力大于它所受到的重力。或者說(shuō)，是因?yàn)槠古仪虻拿芏刃∮谒拿芏取?/p>

（實(shí)驗(yàn)1：乒乓球按到水下還會(huì)浮上來(lái)）

我們經(jīng)常見(jiàn)到植物油浮在水面上、木頭浮在水面上，那是因?yàn)橹参镉秃湍绢^的密度小于水的密度。那么，輪船呢？輪船可是鋼鐵制造的，它們也能浮在水面上，因?yàn)樗鼈兊钠骄芏纫残∮谒?/p>

如果把一團(tuán)橡皮泥放到水面上，松開(kāi)手，它就會(huì)沉下去，因?yàn)橄鹌つ嗟拿芏却笥谒?。那么，怎樣才能讓橡皮泥浮在水面上呢？很?jiǎn)單，把橡皮泥捏成一個(gè)小碗，就可以浮在水面上了。中空的橡皮泥可以排開(kāi)更多的水，受到的浮力變大了；或者說(shuō)，把橡皮泥和它的中空部分看成一個(gè)整體，這個(gè)整體的密度小于水。鋼鐵制造的輪船能浮在水面上，也是這個(gè)道理。

（實(shí)驗(yàn)2：讓橡皮泥浮到水面上）

生雞蛋丟到水里，也會(huì)沉下去。有什么辦法讓雞蛋浮上來(lái)？總不能把生雞蛋捏扁了吧，那就打水的主意，把水的密度增大。在水中加鹽，邊加鹽邊攪拌，水就變成了鹽水。當(dāng)鹽水的密度和雞蛋的密度相等時(shí)，雞蛋將懸?。u蛋處于水面下方，保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；假如觸碰到容器底部，雞蛋對(duì)容器底部不產(chǎn)生壓力）；當(dāng)鹽水的密度大于雞蛋的密度時(shí)，雞蛋就浮上來(lái)了。

（實(shí)驗(yàn)3：上浮的雞蛋）

這也給了我們啟發(fā)。人如果落水，如何自救呢？要想辦法讓人浮在水面上。給水加鹽是不可能了，那就想辦法減小人的密度。盡量放松，讓身體松弛，可以減小人體的密度?；蛘弑M可能地尋找身邊的“空心”物體（其實(shí)就是密度遠(yuǎn)小于水的物體），比如用衣服兜空氣，讓衣服鼓起來(lái)；比如找空的飲料瓶，越多越好，抱在懷里；比如抓住水面上的漂浮物，等等。

潛水艇質(zhì)量從幾十噸到幾百噸不等，它們實(shí)現(xiàn)浮沉的方法、思路和上面講過(guò)的一樣。潛水艇在水下時(shí)，外觀體積不變，根據(jù)阿基米德原理，受到的水的浮力也不變（不考慮水密度的變化）。要想實(shí)現(xiàn)潛水艇上浮，就要讓自身重力小于浮力，或者讓自身平均密度小于水的密度。潛水艇的兩邊有儲(chǔ)水箱，用壓縮空氣將儲(chǔ)水箱里的水?dāng)D出艇外，這就相當(dāng)于變成了“空腔”，潛水艇的質(zhì)量減少，重力小于浮力，或者說(shuō)平均密度小于水的密度，潛水艇就浮出水面了。如果想沉到水下，就讓水注滿儲(chǔ)水箱，這時(shí)潛水艇所受的重力大于浮力，或者說(shuō)平均密度大于水的密度，潛水艇就下沉了。當(dāng)然，也可以調(diào)節(jié)儲(chǔ)水量，讓潛水艇懸浮在水中，就像通過(guò)調(diào)節(jié)鹽水密度讓雞蛋懸浮一樣。

下面，讓我們自己動(dòng)手做兩個(gè)“潛水艇”，讓它們下沉或上浮。

“吸管潛水艇”

用剪刀將彎頭吸管的彎頭部分剪下來(lái)，彎曲一下，使兩個(gè)開(kāi)口端并到一起，用回形針夾住兩個(gè)開(kāi)口端，固定到吸管上。回形針上還可以再掛住幾根回形針。找一個(gè)空的塑料瓶，倒入大半瓶水，將吸管和回形針的組合從瓶口放進(jìn)水里。觀察一下，如果回形針沉下去了，就取出來(lái)，去掉適量回形針；如果回形針露出水面太多，就取出，再增掛適量回形針。直到吸管漂在水面上時(shí)，剛露出一點(diǎn)點(diǎn)。這時(shí)把瓶蓋擰上，一個(gè)“潛水艇”就做好了。從外面擠壓瓶子，瓶?jī)?nèi)水面上方的空氣被壓縮，氣壓增大，會(huì)把部分水壓進(jìn)吸管內(nèi)，這就相當(dāng)于向儲(chǔ)水箱注水，吸管會(huì)沉下去。把手放開(kāi)，塑料瓶由于具有彈性恢復(fù)原狀，瓶?jī)?nèi)水面上方的氣壓相對(duì)減小，吸管內(nèi)的氣壓會(huì)把部分水壓出吸管，這就相當(dāng)于儲(chǔ)水箱內(nèi)的水被排出，吸管就浮上來(lái)了。

（實(shí)驗(yàn)4：“吸管潛水艇”）

“小玻璃瓶潛水艇”

取一個(gè)小玻璃瓶（比如裝口服液的小瓶子），玻璃瓶要能放入塑料瓶中（可以取大一點(diǎn)的飲料瓶）。塑料瓶?jī)?nèi)裝入大半瓶水。在小玻璃瓶?jī)?nèi)裝入部分水后，口朝下插入塑料瓶中，讓玻璃瓶能豎直漂浮。然后，擰緊塑料瓶蓋子，在塑料瓶外側(cè)用力擠壓，看玻璃瓶能否下沉，如果能下沉了，說(shuō)明制作成功。當(dāng)松開(kāi)手時(shí)，玻璃瓶就會(huì)浮上來(lái)。假如玻璃瓶倒著插入水中時(shí)沉下去了，說(shuō)明玻璃瓶?jī)?nèi)的水偏多，取出來(lái)，適當(dāng)減少水量。假如玻璃瓶不能豎直漂浮，或者擰上塑料瓶蓋在外側(cè)用力擠壓而玻璃瓶不能下沉，說(shuō)明玻璃瓶?jī)?nèi)的水量偏少，再取出來(lái)，適當(dāng)多加點(diǎn)水。嘗試幾次，你一定會(huì)成功的。它的原理和“吸管潛水艇”原理相同。

（實(shí)驗(yàn)5：“小玻璃瓶潛水艇”）

（責(zé)任編輯：白玉磊）