发现为什么一个物体会漂浮或下沉



成绩单

各种各样的物体,不论其形状或坚固程度,都能浮在水上。一个物体是平的还是尖的
或空心
或固体-不影响其漂浮在水中的能力。
是什么决定了某物在水中漂浮或下沉?

当一个物体进入水中时,它会把水挤出来为自己腾出空间。这个物体排出的水的体积等于它自身的体积。这叫做位移。

当我们洗澡时,我们观察位移。当我们进入浴缸时,水位上升了。任何物体进入水中都会发生位移。

当物体入水时,有两种力作用于它:向下的力称为重力,向上的力称为浮力。

一个物体的重量衡量的是作用于它的向下的重力。

作用在水中物体上的向上的力,或浮力,等于物体排开的水的重量。任何在水里的物体都有一些浮力来对抗重力,这意味着任何在水里的物体都会失去一些重量。

如果物体排水量等于它自身的重量,作用在它上的浮力就等于重力——物体就会漂浮起来。但是,如果物体的重量大于它所排开的水的重量,作用在物体上的浮力就会小于重力,物体就会下沉。

一个物体的紧密程度决定了它能排开多少水,从而决定了它是漂浮还是下沉。这种紧凑性被称为密度。

密度是单位体积的质量。如果一个物体比水更紧凑,或者密度更大,它就会沉入水中。如果一个物体的密度小于水的密度,这个物体就会漂浮在水中。

这块钢的密度比水大。如果钢的密度比水大,那么为什么钢船能浮起来呢?当一艘船排水量与自身重量相等时,它就能浮起来。更重要的是,钢船不是由实心钢制成的。它是中空的,含有大量的空气。空气是一种密度比钢小得多的物质。

用“密度等于质量除以体积”的公式计算钢船的密度,应该表明钢船的密度小于水。这艘船的体积如此之大,其质量体积比比水的质量体积比还小。向上推船的浮力等于向下拉船的重力。

这就是为什么船会浮起来。