神奇的浮力(2)

即当船上装着同样的货物，在海水里行驶，船就浮得高些，而行驶到大河等有淡水的地方，就会浮得低点。实际上每一条船都能够用来测量海洋中水的密度。液体的密度能不能用简单的办法来测量呢？回答是肯定的，可以使用密度计。它是一种测量液体密度的仪器，像船上的吃水线一样，密度计上不同的刻度值表示了不同液体的密度值。在使用密度计时，只要把它插入液体，它就会竖直地浮在液体中，液面所对应的刻度值就是该液体的密度值。密度计实际上是根据沉浮原理制造的。
      如果物体平均密度大于液体的密度，那么物体就要浮起来。待测量的液体密度越大，被密度计排开的液体就越少，密度计浸在液体里的深度也就越浅些，即液体密度越大，密度计浮起的越高。最后我们再看一个有趣的问题，它的答案是许多人意想不到的。经常有人开玩笑问：一吨铁重还是一吨木头重？有些人会想也不想地说一吨铁重，结果引起周围人的哈哈大笑，他忘记了都是一吨重。但是要是有人回答一吨木头重的话，那么周围的人一定会笑得更厉害，认为这个人比第一个人更笨。可是这个看似荒谬的回答，实际上非常正确。
      这是什么原因呢？原来阿基米德原理不但对液体适用，对气体也同样适用。因此一个物体的真正重量，应该是它在真空中称出的重量。可是我们平常所说的重量，都是在空气里称出来的。既然是在空气里称出的，就要受到空气浮力的作用。如果F表示空气浮力，P 表示物体的重力，所以在空气中物体称出的重量是T=P-F，方向向下。因而要求出物体的真正重量P，就应该把空气的浮力也加上去。在这个问题里，木头的真正重量，应等于在空气中一吨木头的重量再加上木头所排开的空气的重量；而铁的真正重量则是在空气中一吨铁的重量再加上铁所排开的空气的重量。但是，一吨木头所占的体积大约是一吨铁的16倍，一吨木头的体积约占2立方米，而一吨铁约占 1/8立方米。
      我们知道空气的重量是每立方米1.29公斤，所以木头和铁所排开的空气重量分别为2.58公斤和0.16公斤，两者相差约2.42公斤！也就是一吨木头比一吨铁重2.42公斤。确切地说，在空气里重一吨的木头的真正重量，比在空气里重一吨的铁的真正重量重。因此对于这个问题，正确的答案应是：如果是在空气中称它们，然后在真空中比较的话，一吨木头重。可见弄清在什么条件下称重量，以及在什么条件下进行比较，对于得出正确的答案来说是相当重要的。