书城童书游戏中的科学(人生解密)
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第15章 水中悬蛋

动手做一做

想一想能用什么办法使鸡蛋在水中不漂起又不沉下,而是悬浮在水中首先在玻璃杯里放1/3的水,加上食盐,直至不能溶化为止。再用一只杯子盛满清水,滴入一两滴蓝墨水。把水染蓝。准备一根筷子,沿着筷子,小心地把杯中的蓝色水慢慢倒入玻璃杯中。这时可以看到玻璃杯里下部为无色的浓盐水,上部是蓝色的淡水。动作轻而慢地把一只鸡蛋放入水里,它沉入蓝水,却浮在无色的盐水上,悬停在两层水的分界处。

游戏中的科学这是因为生鸡蛋的相对密度(比重)比水大,所以会下沉。盐水的相对密度比鸡蛋大,鸡蛋就会上升。

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浮力原理的发现公元前245年,赫农王给金匠一块金子让他做一顸纯金的皇冠。做好的皇冠尽管与先前的金子一样重,但国王还是怀疑金匠掺假了。他命令阿基米得鉴定皇冠是不是纯金的,但是不允许破坏皇冠。

这看起来是件不可能的事情。在公共浴室内,阿基米得注意到他的胳膊浮到水面。他的大脑中闪现出模糊不清的想法。他把胳膊完全放进水中,全身放松,这时胳膊又浮到水面。

他从浴盆中站起来,浴盆四周的水位下降;再坐下去时,浴盆中的水位又上升了。

他躺在浴盆中,水位则变得更高了,而他也感觉到自己变轻了。他站起来后,水位下降,他则感觉到自己重了。一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。

他把差不多同样大小的石块和木块同时放入浴盆,浸入到水中。石块下沉到水里,但是他感觉到石块变轻。他必须要向下按着木块才能把它浸到水里。这表明浮力与物体的排水量(物体体积)有关,而不是与物体的重量有关。物体在水中感觉有多重一定与它的密度(物体单位体积的质量)有关。

阿基米得在此找到了解决国王问题的方法,问题的关键在于密度。如果皇冠里面含有其他金属,它的密度会不相同,在重量相等的情况下,这个皇冠的体积是不同的。

把皇冠和同样重量的金子放进水里,结果发现皇冠排出的水量比金子的大,这表明皇冠是掺假的。

更为重要的是,阿基来得发现了浮力原理,即水对物体的浮力等于物体所排开水的重量。