正文 第2章 石塊投水之後(1 / 1)

在一次科學會議上,有人向伽莫夫博士、原子彈之父奧本海默和諾貝爾獎金獲得者布洛赫這三位大物理學家提出一個問題:一隻裝著石塊的船浮在遊泳池中,船上有一人將石塊拋入水中,池中水麵的高度將發生怎樣的變化?三位大物理學家由於沒有仔細考慮,結果都作出了錯誤的回答。

這個問題初看很簡單,其實卻是複雜的。石塊被投入水中後,石塊將侵占原來被水所占據的空間而使池中水麵上升;但船卻因載重減小而向上浮起,從而使池中水麵下降,這裏既有使水麵上升的因素,又有使水麵下降的因素,因此,對這個問題不作仔細的分析就不能得到正確的答案。

當石塊在船上時:船、人、石受到的總浮力=船、人、石所受的重力。

當石塊投入水中後:船、人、石受到的總浮力=船與人所受的重力+與石塊同體積的水所受的重力。

因為石塊所受的重力比同體積的水所受的重力大,所以當石塊投入水中後,船、人、石受到的總浮力小於石塊在船上的總浮力。我們都知道,浸在流體中的物體受到向上的浮力,其大小等於物體所排開流體所受的重力,這就是阿基米德定律,現將它應用到我們的問題中來。總浮力較小,被排開的水的體積就較小,池中水麵就較低。所以我們的結論是:船上的人把石塊投入水中後,池中水麵的高度將降低。