01、因为水有浮力 , 虽然钢铁的比重是水的7.8倍左右而应该下沉水底 , 但船是由钢铁做成的一个“空心体” , 在同样重量的情况下 , 空心体的表面积肯定比实心体的大 , 所以当船的表面积超过水对船的浮力所需要的表面积后 , 船就会漂浮在水面上 。
轮船一般都是用钢造的,钢远比水重得多 。而且轮船上装的许多货物如粮食、机器、建筑用材等也都比水重,但是为什么装了那么多东西的船却不会沉底呢?这里就应用到了一条重要的物理定律:“作用于水中物体上的浮力的大小等于物体排开水的重力 。”这条物体浮沉的定律 , 改变了人类过去一直用木材造船的历史 。
浮力定律
【轮船为什么不会下沉?】我们可以做个小实验来证明一下这个定律:找一块薄铁皮 , 把它放在水上 , 它就立刻沉下去了;如果我们用这块铁皮做个铁盒子 , 再放到水上 , 虽然重力没有变 , 它却能漂浮在水面上 。而且即使往盒子里加点东西 , 盒子也只是下沉一点点 , 但仍能漂浮在水面上 。这是因为盒子底面受到水的压力 , 这个压力就是竖直向上的浮力 。当浮力大于铁皮的重力时 , 就托住铁盒让它浮在水面上 。而浮力是随物体排开液体重力的增加而增加、随物体底部面积的增大而增大的 。大轮船浮在水上就是根据这个定律 。船越大,即船的底部面积越大 , 船排开水的重力也越大 , 它所受的浮力也就越大 , 即使轮船装运很多的货物 , 也不会沉底了 。
离开水面行驶的船
船是一种重要的水上交通工具 , 但是很多人嫌它航行得太慢 。这是因为船在水中行驶时,船体要受很大的水体阻力 。如果能将船体托离水面 , 就可以大大地减少阻力 , 使船速大大加快 。这就是气垫船的基本原理 。气垫船在航行时 , 船体完全离开了水面,因而只受到空气的阻力 , 比在水中航行时 , 阻力大大地减小 。这种船有的能载几百个乘客 , 每小时竟可以航行100千米 。那么究竟是什么力量把几百吨重的船举离水面的呢?
气垫船的气压作用
气垫船上装有几台很大的鼓风机 。这些鼓风机产生的压缩空气 , 由船四周的环形通道喷出 , 以很大的压力向下冲向水面 。根据作用力和反作用力的原理 , 船体就得到一个方向向上的反作用力 。当反作用力足以托起船体重量时 , 船体就被抬出水面 。这时 , 在水面和船体之间,形成了一层气垫 , 气垫船因此而得名 。然后,利用斜向插入水中的螺旋桨 , 或利用空气螺旋桨产生推力 , 来推动船舶前进 。气垫船不仅能在水面航行 , 也可以在陆地上行驶 , 是一种水陆两栖的交通工具 。同样 , 气垫船在陆地上行驶时 , 船和地面之间也会形成一层气垫 , 把船托起来 。
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