一起发现
身边的科学 · 4–6 岁
水为什么能托住小船?
水的向上托力,叫作浮力。
先猜一猜,再放进水里
换个物品,或慢慢加一点货物。
排开的水 毫升
物品的质量 克
给大人的解释
浮力从哪里来?
水会从各个方向挤压物体。在静止的水中,同一个物体下方受到的压力通常比上方更大,合起来就有一个向上的力。
F = ρ × g × V
浮力 = 排开的水的重量。漂浮稳定时,浮力和重力一样大。
这不是“轻的浮、重的沉”
大船很重,但船壳围出很大的空间,可以在进水前排开很多水。小石头虽轻,却可能在完全浸入水后仍得不到足够的浮力。
浸入水里的体积不变时,换成密度更大的水,浮力会更大。已经漂浮的物品会浮高一点,最后浮力仍等于重力。
画面与真实世界
这是静止状态的教学剖面,大小和水位变化适当夸张;不计算波浪、倾覆和表面张力。海水密度取 1.025 克/毫升。橡皮泥不吸水,小船保持直立,进水后空气能逸出。
压水实验里的方块由外部装置托住;箭头只显示浮力和重力。落到底部的物品,还会得到水箱底部向上的支持力。
旁边量杯展示与排水量相同体积的水,帮助比较;它不是从这个水箱另接出来的水。
数值表示停稳后的状态;短暂的移动和水纹帮助观察,不是物理时间模拟。