第60章 比較密度
- 我當文明引導者的那些年
- 反擊的羊羔
- 2014字
- 2022-12-12 00:00:00
造船,最容易造的自然是獨木舟了。
這種船在世界各地的遺址中都有發現,算是最早的船了。
只需要一根大的原木,將里面掏空,放到水上,就可以浮起來了。
所以,現在寧定海要做的就是尋找合適的木材,用來制作獨木舟。
用作獨木舟的木材,至少要做到密度小,容易上浮。
為了驗證什么木材最好,寧定海帶著巴解等人在樹林繞了幾天,將各種木材都收集了一遍,并做了標記。
之后用水做起了實驗,由阿基米德定理可知物體所受的浮力,其實等于它排出水的重力。
而物體處于漂浮的情況下,其向下的重力又與向上的浮力相等。
于是可以得到這樣一個式子:p物v物g=p水v排g。
在這個式子中,重力加速度g是相同的,可以約去。
而水,用的都是一樣的,密度自然也是相同的。
所以要比較物體的密度p,只需要保證物體的體積v相同,比較排出水的體積v就可以了。
排出水的體積越大,那么就說明物體的密度就大,反之亦然。
想要保證物體的體積一樣,也不是很難。
寧定海讓人燒制了一個單側開口小的矩形模子,削木材的表皮,使木材正好可以插進燒好的模子中,木材表面能與模子壁緊貼。
這樣再在開口處,將木材砍斷,留在模子里面的一段木材的體積就恰好與模子的體積一樣。
每種木材都來一遍,就可以得到體積相同的木材。
確保了木材體積相同,接下來就將它們放進水里,看它們能排出多少的水,進而判斷木材的密度了。
實驗的器材很簡單,一個大木桶,里面放著一個小木桶。
大木桶不放一點水,小木桶就放滿了水。
實驗開始時,將木材輕輕放進小木桶,里面的水會溢出來,進入大木桶里面,再將大木桶的水收到別的杯子里就可以了。
“精衛,你看,咱們把木頭放里面去,木頭就向下面沉一點,它一沉,就讓小桶的水溢出來,這溢出來的水,就是它在水里的體積,也就是它的吃水……”寧定海對著實驗裝置,給一旁的精衛解釋著。
精衛眨巴著可愛的大眼睛,好奇地看著寧定海的操作,顯得十分認真。
“接下來咱們再放另一塊木頭,你仔細觀察一下,發現什么了?”
“吼?沒有發現什么。”精衛看了又看,可是什么都沒有發現。
“沒事,等把溢出來的水收集出來之后,你再看!”
隨后,小木桶被撤了出去,大木桶里的水被倒入了一旁準備好了的陶杯里面。
“現在你再看看,發現了什么?”
精衛緊皺著眼睛,在對比了這一杯水和前一杯水之后,她終于有了發現。
“吼,這杯水更多一點!”
“不錯!”寧定海稱贊一聲,然后道:“那你想一想這意味著什么?”
精衛一愣,腦袋在高速運轉,突然想起了寧定海之前說的話,似乎明白了什么。
“吼,這個木頭它吃水更深一些!”
寧定海忍不住沖她豎了一個大拇指,道:“沒錯,它吃水更深一些,所以在水上更容易沉,不是我們做船的首選材料!”
“吼!”精衛興奮地叫了一聲,看著這些實驗裝置,仿佛被打開了一扇新世界的大門。
隨后的實驗過程中,寧定海利用這個實驗,向精衛反復科普著密度、浮力等東西。
而精衛也是認真地看著,不愿意漏過任何一個細節。
到了最后,寧定海直接將實驗交給了精力旺盛的精衛來做,而他自己卻在一邊躺……指導著。
說實話,這個實驗看起來好做,實際上不是那么容易做的。
沒有現代的一些專業設備,一不小心就容易讓實驗重來。
比如,撤小木桶的時候,不小心晃動了木桶,結果許多水都晃到了大木桶里面,實驗只得重來。
再比如,放木頭的時候,放得太快,將很多水濺到了大木桶里面,實驗同樣需要重來。
而重新布置實驗器材,又需要好幾分鐘,多來幾次,寧定海都想罵臟話了。
好在精衛足夠聰明,很快弄懂了實驗過程,寧定海果斷將動手的事交給了細心的她,自己則在一旁保證實驗不出大問題吧!
終于,在精衛的細心之下,十來個木材都被一一實驗,得到了v排的水。
接下來,需要做的就是比較數據的大小了。
寧定海準備了一個杯子,里面被標上了各種刻度線。
之所以不準備好幾個杯子,而只有一個杯子,是因為寧定海也沒有辦法保證每個杯子的刻度線都是一樣的。
將得到的水分別倒入這個杯子,記錄刻度線數據,如兩者恰好處于同兩條刻度線之間,那只能靠估算確定大概數據了。
最終,他們得到了每個v排的大概數據,做個排序,最終鎖定了三個最小的v排。
按照公式:p物v物g=p水v排g,在物體的體積相同的情況下,v排越小,那么木材的密度就越小,它就越容易在水上浮起來。
這三個v排就是最小的,而且都是處于兩條刻度線之間。
由于這樣簡陋的實驗肯定存在不小的誤差,所以這三個木材基本上可以認為密度差不多,是最小的三個。
至于具體有多大,單憑這個實驗,也無法確定。
有了三個木材,寧定海也不打算繼續比它們的防水性、重量等性能了。
沒有專業的儀器,這些東西也很難比出什么準確的數據。
反正他要做的肯定不止一個獨木舟,不如三個都做一個獨木舟,到時候再看看性能。
“吼,神子哥哥,接下來我們就要做那個獨木舟了嗎?”看著面前的三棵大樹,精衛有些迫不及待地道。
“當然!”寧定海肯定地回道。
然后他走了出去,對著眾人開始講解獨木舟應該如何做,以及一些注意事項。
獨木舟要做的話,其實很簡單的,只需要將大樹掏空,一個最原始的獨木舟就做好了。