水的浮力

材料

• 浅塑料杯(比如餐馆里的塑料汤外卖盒或空的奶油奶酪桶)
• 装满水的浴缸或水槽(宽度足以让“船”漂浮，深度足以让它完全淹没)
• 几个季度

过程

1. 测量你的“船”的体积。最简单的方法是在杯子里装满水，然后把水倒进量杯里。船里的水量告诉你它的体积。
2. 计算这艘船能装多少克水(一毫升水是一克)。
3. 把空船漂浮在浴缸或水槽里，开始一次加入一个硬币。慢慢地加，这样你就不会把船掀翻了!当你加入硬币时，船会发生什么变化?要多少枚25美分硬币才能把船弄沉?
4. 计算一下沉船需要多少克硬币。四分之一的质量约为5.67克。
5. 将四分之一的总质量与装满船的水的质量进行比较(从步骤2)。你注意到了什么?

结果

当硬币的重量超过了装满船的水的重量时，“船”就会下沉。

为什么?

如果一切顺利，你可能会注意到，装满杯子的水的质量非常接近使船沉没所需的25美分硬币的质量。这不是巧合!

漂浮在水中的船受到两种相反的力:向下的重力和一种叫做重力的力浮力推高。浮力来自于不同的水压对船施加的力。当浮力为时，船就浮起来等号和对号到船的重量。

船排开的水量决定了浮力。为了使船浮起来，船的重量必须小于或等于排开的水的重量。你可以通过将体积(单位m)与水的浮力相乘来计算水的浮力^3.)，水的密度(1000kg /m^3.)和重力加速度(9.8 m/s)²）.

当你把船装满水，你就能算出它能排开的最大水量的质量。它能告诉你船沉没前的重量。然后，你清空了船里的水，又开始加硬币。一旦所有硬币的重量超过排开的水的重量，船就沉没了。

岩石下沉是因为它们比同等体积的水重。航空母舰之所以能浮在水面上，是因为尽管它们非常巨大，但它们的重量实际上比它们排开的水量还轻。航母就像你加了太多硬币之前的塑料船。她们体重较轻的原因归结为一件事:它们的密度比水小．船之所以能浮起来，是因为它们承受了所有钢铁的重量，并将其分散在一个非常大的体积上。航空母舰实际上大部分是充满空气的!

然而，如果你把船压成一个球，它就不会再漂浮了。你可以拿一个空的易拉罐，把它放在水里。然后，把罐子压碎，放回水中。尽管它的重量和以前完全一样，它还是沉了!这是因为，通过压碎它，你增加了密度，浮力不再能支撑它。