第048 期

为什么轮船那么重还能浮?

Why can heavy ships float?

排开的水更重要

📅

📌 一句话记住

排开的水更重要

📖 科普详解

主题引入

一艘大轮船能装好多集装箱、汽车,甚至还有游泳池和餐厅,看起来比一栋楼还重。可它一到海里,不但没有“咚”地沉下去,还能稳稳漂着。水面下面到底藏着什么大力气?

常见误解

很多人以为轮船能浮,是因为钢铁天生会浮,或者海水很黏,能把船粘住。其实一小块实心钢铁丢进水里,通常会沉下去;海水也没有偷偷伸手抓住船。 真正重要的不是船用了什么材料,而是它排开了多少水。轮船虽然外壳是钢铁,里面却有很大的空舱,整体像一个巨大的空心盆。

核心原理

把东西放进水里时,它会挤开一部分水。水不喜欢被挤走,就会向上推这个东西,这个向上的力叫“浮力”。东西越往下沉,挤开的水通常越多,受到的浮力也越大。 轮船下沉到一定程度后,会排开一大块水。只要它排开的水的重量刚好等于轮船的重量,水给它的浮力就刚好能托住它,轮船就会浮在那个高度。 轮船的钢铁很重,但船体做得又宽又空,装进了很多空气,所以把“钢铁加空气”一起平均下来,整艘船的平均密度比水小。它不需要永远浮在水面最上面,只要能排开足够重的水,就能漂住。 如果船装了更多货,它会往下沉一点,排开更多水;要是装得太多,超过了安全线,船就可能进水、失去平衡,甚至沉没。所以船身上会画吃水线,提醒大家:别装得太贪心!

生活应用

洗澡时把身体慢慢坐进浴缸,水面会上升,因为你的身体把水挤开了。把空塑料瓶放进水里,它会浮;把瓶子灌满沙子,它会沉得更低,甚至沉到底。轮船也是同样的道理,只是它是一个超级大的“空心瓶子”。 救生衣也会用这个原理。它里面有轻的泡沫或空气,能让人和救生衣合起来的平均密度变小,并排开更多水,帮助人浮起来。

延伸知识

潜艇会用压载舱来改变自己有多重、排开多少水。往舱里灌水,潜艇变重就会下潜;把水排出去、换成空气,它又会浮上来。潜艇像一条会自己调节体重的钢铁鱼。 海水比淡水更咸,通常密度也稍大一点,所以同一艘船在海水里往往会浮得稍高一点。盐分越多,水“托人”的本领通常越强。

一句话总结

轮船能浮,不是因为钢铁会漂,而是空心船体排开的水足够重,水的浮力刚好托住整艘船。