书城自然物理中的奥秘
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第29章 一次不同寻常的洗澡

2000多年前,在意大利南部西西里岛上有个叙拉古国。有一次,叙拉古国的国王为了祭神,他命令金匠用纯金给他制作一顶王冠。王冠很快就做好了,在阳光下闪光锃亮,国王非常高兴。但是不久,国王就听说那王冠并非纯金制作,而是掺了假。国王听后勃然大怒,便叫大臣们去查个水落石出,可是大臣们却十分为难,因为国王还要求王冠丝毫无损。在毫无办法的情况,大臣们只好请数学家、物理学家阿基米德帮忙解决这个难题。阿基米德一时也想不出好主意,但他觉得这是一个很值得研究的问题。

盛夏里的一天,阿基米德去洗澡。澡盆里的水已经放好,当他脱光衣服,把身体浸泡在澡盆里时,忽然感到身体轻了许多,盆里的水也溢出一些。他的灵感一触即开,他从身体上浮中受到启发,产生了一个大胆的设想:物体在水中失去的重量,同它所排开的水的重量之间有某种联系。如果把王冠与它重量相等的纯金分别放到同一个盛水的容器里比较,要是所排出的水的重量不同,不就可以判定王冠不是纯金的了吗?阿基米德越想越觉得有道理,他一跃而起,竟忘了穿衣服就跑到了大街上,边跑边喊:“我解开了,我解开了。”阿基米德终于解开了王冠之谜,试验证明这个12磅重的王冠竟掺了2磅多纯银,这个发现,后来成为流体静力学中有名的阿基米德定律。阿基米德是个了不起的数学家和物理学家,他的可贵之处正在于他的科学态度和执著的追求精神。正是他不停地思考,终于在每个人都经常洗澡这样的日常生活中,发现了物体的浮力定律。在我们日常生活中,我们都会遇到浮力问题,比如人落入水中是浮是沉?深水中的人比浅水中的人浮力大吗?木块为什么不下沉等等,可见注意观察和研究科学问题,是非常重要的。

有一次,王林去一个老师家,他是中学的一名出色的物理老师,也姓王。中午他们包好了饺子,让孩子们自己去煮饺子。孩子们不知道下饺子的奥秘,总是问。后来在王老师的指导下,孩子们才下好饺子,捞起了浮起的饺子吃起来。吃饺子时,老师因势利导,提出一个人们习以为常的问题:“饺子煮熟了为什么会浮起来?”

孩子们说:“是浮力”,“是重量”。

王老师一边吃着热腾腾的饺子,一边说:“饺子在制作过程中,内部含有微量的空气和二氧化碳。当饺子投入水中时,饺子的密度比水大,浮力小于重量,就沉入锅底。”

“那怎么会浮起来的呢?”孩子们问。“当饺子加热煮熟后,”王老师提高了嗓门说:“饺子内部的气体同时膨胀,整个饺子的体积增大了许多,也就是增大了它的排水量。根据阿基米德原理,饺子浮力增大了,浮力大于重量就浮起来了。”孩子们听明白了。

通过吃饺子,给孩子们上了物理中的浮力一课,这是生动的一课,这对提高孩子们的学习兴趣是有好处的。由于阿基米德发现了浮力定律,从理论的角度演绎了浮力现象,也使浮力在我们日常生活中得到更加广泛的运用。