轮船为什么能浮在水上?

Answer 1

1. 物体所受的浮力（F）等于液体的密度（ρ）乘以重力加速度（g）乘以物体排开液体的体积（V）。
2. 钢铁的密度不会改变，且在地球上的重力加速度是恒定的。当钢铁被制成船形，其排开水的体积大于其自身体积，即F（浮力）大于G（重力）时，船就能浮在水面上。
3. 因此，相同质量的钢铁，若制成船形并增大了排水量，就能漂浮；反之，若紧缩成团，排水量减小，则会沉没。
4. 现代轮船使用钢材建造，钢材的密度远大于水，且船上装载的货物如粮食、机器、建筑器材等也远比水重。尽管如此，轮船仍然能漂浮在水面上。
5. 为了说明这一现象，可以进行一个实验：将薄铁皮直接放入水中，它会迅速沉没；但如果将铁皮制成盒子，其重量未变，却能漂浮。如果在盒子里装入物品，盒子仅略微下沉，依旧能漂浮。
6. 这是因为盒子底部受到水的压力，这种压力即为向上的浮力。只要浮力大于铁皮的重量，铁盒就能悬浮。盒子四周的水压力虽然存在，但由于前后两面压力相等且相反，左右两面也是如此，因此相互抵消。
7. 浮力随水深增加而增大，随物体在水中体积的增大而增大。铁盒体积远大于铁皮，排开水的重量大，浮力也相应增大，因此即使装了东西也能浮在水面上。
8. 轮船浮在水上的原理相同。这一物理定律由古希腊学者阿基米德于2000多年前发现，他精确地表述为：“作用于水中物体上的浮力大小等于物体所排开水的重量。”
9. 轮船越大，吃水越深，排开水的重量越大，所获得的浮力也越大，因此能够装载更多的货物。