科學探究﹕萬噸鐵船 不沉之謎
【明報專訊】為何鐵會沉入水中,是否因為鐵很重呢?如果你把一個鐵的鎖匙扣和重量相等的木一起放入水中,你猜結果會是怎樣?鐵的鎖匙扣會沉下去而木仍然浮在水面吧!為什麼?這說明物件在水堹B或沉,重量不是唯一的因素。那麼你可否嘗試找出同等重量的鐵塊與木塊在外形上有什麼分別,再推論出浮沉的秘密?
我們先做實驗來加深你對浮力的認識。
實驗一:泥膠船
材料:泥膠一團
把一大團泥膠搓成圓球,放入水中看看它會不會浮起?現在細心想想你有沒有方法使這泥膠浮在水面呢?(提示:你可隨意改變它的形狀)
答案就是把它弄成船的形狀,據阿基米德原理,物體的浮力相等於它排出的水的重量。鐵船和泥膠船能浮在水面,是由於船的設計增加了內堛漯韃﹛A從而增大了船的排水量(圖一),只要船殼形成的中空部分夠大,使船排出的水量夠多,即使是萬噸鐵船也能浮在水上。可是當船底破洞,水會湧入船內,船的排水量因而減少,浮力也隨之減少,所以船底穿洞可導致沉船(圖二)。知道這原因後,你能否想出一個設計,讓船即使在船底受到損珖氻]可維持一定的浮力?
■想一想
了解浮力的秘密後,你能否舉一反三解開潛艇浮沉的秘密呢?
文、圖:香港科學館助理館長梁穎恩