科学教案“船为什么会浮在水面上”
物体的浮力(F) =液体的密度(P) *重力加速度(G) *物体排出的液体体积(V)
同样是钢,密度不会变,同一个地方(一般在地球上)也不会变;钢制成船时,排开的液体体积大于自身重力,即F(浮)>;g(重力),船就会浮起来。
所以同样质量的钢材展开成船形,排水量增大,就能浮起来;如果你把它揉成一个球,它会下沉。
现代大船是钢做的,比水重7倍以上;船上运载的货物,如粮食、机械和建筑设备,也比水重得多。这么重的东西船为什么能浮在水面上?
为了说明这个问题,我们可以做一个实验:把一块薄铁皮放在水里,它会立刻沉下去;如果把这块铁皮做成盒子,它的重量没有变化,但能浮在水面上;不仅如此,如果你在盒子里放东西,盒子只会沉一点点,仍然浮在水面上。这是因为箱子底部受到水压,也就是垂直浮力。只要浮力大于铁片的重量,就会托住铁盒,使其不沉下去。
当然,铁盒子的两侧也受到水的压力,但前后两侧的压力大小相等,方向相反,相互抵消;左右两边的压力也互相抵消。浮力随着水的深度和物体浸没部分的体积而增加。因为铁盒的体积比铁皮大很多,开水的重量也大很多,产生的浮力也大很多,所以盒子里的东西还是能浮在水面上的。大船能浮在水面上的原因也是一样的。物体起伏的规律是希腊学者阿基米德在2000多年前发现的。他准确地说:“作用于水中物体的浮力等于该物体排出的开水的重量”。船越大,吃水越深,意味着船排出的开水重量越大,船获得的浮力就越大,当然可以装更多的东西。