- 傳統(tǒng)文化中的STEAM:造船坊
- 郝京華 王偉群主編
- 688字
- 2025-04-23 14:55:56
析科技內(nèi)涵

利用救生圈的浮力,人就可以浮在水面上
為什么腰舟、木排、獨(dú)木舟能浮在水面上?這是因?yàn)樗鼈兪艿搅讼蛏系母×ΑD阋欢ǜ惺苓^(guò)浮力——當(dāng)你想把皮球或救生圈按入水中時(shí),是不是感到有一股向上的力在頂著你的手?那就是浮力。
所有放入水中的物體都會(huì)排開(kāi)水,都會(huì)受到浮力,為什么有的浮,有的沉呢?原來(lái),當(dāng)浮力小于重力時(shí),物體就會(huì)沉入水中。而浮力大小是由物體排開(kāi)水的重量決定的,排開(kāi)的水量相同,則所受浮力也相同。用7個(gè)完全一樣的瓶子裝入不同的物質(zhì),然后完全放入水中。你瞧,這幾個(gè)完全相同的瓶子,完全放入水中后排開(kāi)水的量是一樣的,所以最開(kāi)始所受的浮力是相同的;但是由于里面裝的東西不同所受重力不同,最終放在水中才有沉有浮。

有浮有沉

裝滿鐵屑、沙子、土的瓶子放入水中,受到的浮力約為32.5克力,都小于受到的重力,所以它們是沉入水中的。
木頭本來(lái)就能浮在水面上,把木頭中間掏空做成獨(dú)木舟,這時(shí)木頭變輕了很多,載人裝物后,只要它的總重量沒(méi)有超過(guò)水給它的浮力,它就能漂在水面上。

掏空的木頭變輕了
想一想,為什么整根胡蘿卜放入水中會(huì)下沉,而挖空的胡蘿卜會(huì)浮起?
獨(dú)木舟船體很窄,人站在上面會(huì)讓重心過(guò)高而容易發(fā)生傾覆。借助塑料空心小球和一塊可塑橡皮我們可以觀察到這個(gè)現(xiàn)象。
在塑料空心小球任意位置粘貼一小塊可塑橡皮,將球以任意部位放入水中,它都會(huì)迅速轉(zhuǎn)動(dòng)直至可塑橡皮位于正下方。放到桌面上,也差不多。這說(shuō)明重心低時(shí)物體更穩(wěn)定。


重心過(guò)高時(shí),小球容易發(fā)生翻轉(zhuǎn)
因此,工匠們會(huì)將獨(dú)木舟的重量主要集中在底部,通過(guò)降低舟的重心來(lái)提高獨(dú)木舟穩(wěn)定性。你一定發(fā)現(xiàn)了,這與玩具“不倒翁”的制作原理多么相似!