- 趣味物理實(shí)驗(yàn)(原名《趣味物理思考題》)
- (俄)別萊利曼著 余杰編譯
- 1212字
- 2021-10-29 17:58:04
8.浮在水面上的針
鋼針也可以像稻草一樣在水面上漂浮嗎?沒有人會(huì)相信。一個(gè)小鐵塊即便再小,也一定會(huì)快速沉入水底。
大部分人都是這樣認(rèn)為的,鋼針不可能像稻草一樣。如果你也是這么認(rèn)為的,那么你可以通過做下面的實(shí)驗(yàn)改變自己的看法。
現(xiàn)在我們就找來一根很普通的、不需要太過精細(xì)的縫衣針,在縫衣針上涂些油。以上步驟都做好了以后,你就可以將涂過油的縫衣針仔細(xì)地放到玻璃杯里的水面上。這個(gè)時(shí)候你就會(huì)發(fā)現(xiàn)縫衣針不會(huì)沉入水底,而會(huì)漂浮在水面上。你一定會(huì)感到很驚訝吧!
所有人都知道鋼針總是比水重得多,那么在玻璃杯中的鋼針為什么不下沉呢?毋庸置疑,同體積的鋼針的重量比水的重量重七八倍,這就更讓人感到奇怪了,在這樣的情況下,落入水里的鋼針是永遠(yuǎn)也不會(huì)像火柴棍那樣浮上來的。這樣的結(jié)果是符合科學(xué)依據(jù)的,但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓我們迷惑的是這根針不會(huì)沉到水面以下,反而會(huì)像稻草一樣漂浮在水面上。為了弄清這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,我們就應(yīng)該仔細(xì)看看這根漂浮的針附近的水面情況,看看會(huì)不會(huì)在水面的周圍發(fā)現(xiàn)什么,那么實(shí)驗(yàn)中的水面與普通的水面有什么區(qū)分呢?如果你觀察得夠仔細(xì),你就能發(fā)現(xiàn)這其中的原因了,實(shí)驗(yàn)中的鋼針周邊的水形成了一個(gè)凹陷處,這個(gè)凹陷處的水面比平時(shí)的水面要低一些,而鋼針就在這個(gè)位置。
裹了薄薄一層油脂的針并沒有被水浸潤(rùn),這也就是針周邊的水面處有凹陷的原因所在。在生活中,你也會(huì)經(jīng)常碰到這樣的情況,當(dāng)你的手上有油的時(shí)候,即使你將水淋到手上,此時(shí)的手也是干的,水是不能浸潤(rùn)沾有油的手的。生活中,我們會(huì)看到一些會(huì)游泳的禽類,這些禽類之所以會(huì)游泳,并且游泳的時(shí)候它們的羽毛不會(huì)濕是因?yàn)樗鼈兊挠鹈偸歉采w著由特別的腺體分泌的油脂,這就是它們身上沾不了水的原因。這也是制作不出溶解脂肪層、從皮膚表層去除脂肪的肥皂,即便熱水都洗不干凈油手的原因所在。被抹了油的針壓在水的表面處,在水的表面處形成了凹陷。而水面也不甘示弱,努力將自己撫平,托著針。就是因?yàn)樗崞奖会槈簭澋乃鎸⑨樛衅穑撫槻挪粫?huì)下沉。
因?yàn)槲覀內(nèi)祟惖氖稚峡偸怯猩僭S的油脂,所以在我們手里的針會(huì)在不經(jīng)意間裹上一層油脂,而鋼針正是利用這些油脂才可以在水面上漂浮。這種方法的便利之處就是,你不用特意涂油脂,但你必須做到非常小心地把它往水面上放。只有特別小心才有可能成功。除了上面的方法以外,你也可以這樣做,你將針平放在煙卷紙的碎片上,放完后,你就仔細(xì)地用另外一根針把紙片往下壓,直至把整張紙片都?jí)旱剿嬷隆_@時(shí)你就會(huì)發(fā)現(xiàn),紙片跑到了水的底部,而針留在了水面。
如果你對(duì)這種現(xiàn)象非常感興趣,你也可以去觀察昆蟲水黽,它在水中和在陸地上邁的步子是一樣的,當(dāng)你看到這種現(xiàn)象的時(shí)候,你就不會(huì)再為這種現(xiàn)象感到困惑不解了。你可以看到,昆蟲的爪子在水里并不會(huì)被水浸濕,因?yàn)樗淖ψ由细采w著油脂。講到這里,你會(huì)發(fā)現(xiàn)和上面實(shí)驗(yàn)的情況是一樣的,油脂的存在會(huì)讓水凹陷,而水面本身想要將凹陷撫平時(shí),昆蟲就會(huì)受到從下往上的力,而不會(huì)往下沉。(圖37)。

圖37