神奇的浮力

在自然界，我们经常可以看到一些司空见惯的现象，但有时并没有想过造成这种现象的原因。例如当被问到船只在海里沉没时，最终会停止在何处？这与海水的深度有关吗？大家一定回答是沉入海底。但是为什么会这样呢？有人会说是由于重力的作用。而听了下面的解释，你又会怎么想呢？你认为这种说法对吗？由阿基米德的浮力原理可知道，物体的飘浮性决定于客观存在的平均密度，而不是它的重量。
      如果物体的平均密度比液体的密度大，那么它就下沉；密度相同时，物体就可悬浮在液体中。深处的水由于受到上面水的重压，密度会增加，海水越深，密度越大，那末到了相当的深处，海水的密度一定就可以达到与船的平均密度相等。假使船沉到此处，就不会再沉下去，因为再沉去就会碰到密度更大的海水，而被推上来了。因此，沉船会悬浮在相当深的海水里，而不一定沉到海底。好象结论很正确，因为海洋深处的压强是非常巨大。
      在海洋中深度每增加10米，每平方厘米就增加10.094牛顿的压力，这相当于1标准大气压。在许多地方，海洋的深度有好几千米，那里的大气压强是非常巨大的。有的海员常和没有经验的旅客开玩笑，用很长的绳子把一塞紧瓶塞的空瓶子系上重物沉入很深的海里。当把瓶子提上来时，里面竟装满了海水1旅客很惊讶，因为瓶塞仍在上面紧紧地塞着。其实，这是海水的压强在作怪。
      当瓶子下沉时，深水中的高压把瓶塞压入瓶中，使瓶子装满水；瓶子提上来时，由于压力减小水膨胀而把瓶塞推回原处。现在我们再回到原来的沉船问题上。虽然海洋深处有着巨大的压强，但是水象所有液体一样，几乎不能被压缩。也就是说，无论多大的压强，总不能把水压得比它原来体积小很多。1大气压只能使水的体积缩小1/22000。就是在最深的海洋下，水的密度也增加不到 5％，不可能增加到与船的密度一样大，所以船在一般海里沉没时，毫无疑问地都会沉到海底。
      但对一些内陆的特殊海来讲，则是另外一种情况。例如死海，它的海水密度很高，平常的海水约含盐2％或3％，而死海里水的含盐量高达 27％以上。就是说有1/4的重量是盐，所以那里的海水的浮力很大，人和船都不会沉没于水中。如果人在死海中游泳，绝对淹不死。你可以仰躺在水面上；甚至，完全可以抬起头来，让身体在水面上浮着，只有脚跟浸入水中。
      因此与其说是在水里游泳，还不如说是在水面上“游泳”。我们如果仔细观察船舷，会发现它们上面都画了若干条横线——吃水线。它表示船在各种密度的水里，满载时的最大吃水深度，超过此线，船就可能下沉。在不同的海洋中，水的密度不同。吃水线在咸水里比较低，在淡水里比较高。这些吃水线的位置实际上也与浮力有关，因为船浸入水的深度决定于液体的密度。