密度是决定某个固体在水中下沉还是上浮的重要因素。如果一个实心物体的密度大于水的密度,它在水中就会下沉,比如石头、铁块;如果这个实心物体的密度小于水的密度,它在水中就会浮上来,比如塑料、木片。
什么是浮力?
浸在液体中的物体受到竖直向上的作用力叫浮力。浮力的大小与物体浸入液体中的体积、液体的密度有关,与物体在液体中的深度以及物体的形状、质量、密度、运动状态等无关。
轮船为什么能漂浮在水面上?
那么,是不是钢铁材质的物体就一定无法浮在水面上呢? 答案是否定的。如果把铁块做成空心的形状,比如,将钢铁打造成体积巨大且中空的轮船,它就可以浮在水面上。任何一个物体,只要在水中排开水的重量大于自身重量,就能漂浮在水面上。
防止倾覆!
当船只搭载人员和货物时,重心就会降低,而船只重心升高会降低船舶的稳定性。因此,在船只卸载大量货物后,人们会利用放置在船身底部的压舱物稳定船体。船舶的压舱物通常是水,水可以在船只空载时防止船舶倾覆;当船只满载货物时,水就会被倾倒出去。
吃水线是船体与水面相交的线。当船从低密度水域驶向高密度水域,船身就会不由自主地上浮,吃水线也随之降低。船长和船员都需要了解船只的吃水线,以确保航行安全。如果船只的吃水线被错估,就有可能导致船只撞到水下的岩石或浅滩搁浅等事故。
本栏目选编自《厉害了,科学》系列丛书,由电子工业出版社出版。