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第27章 奇异的蛋壳

秀场

魔术师在一个大玻璃杯里接满了水,把一个蛋壳扔到水里,再用杆把它杵到水下面去,可以看到那蛋壳悠悠地仰着落到水底。魔术师说:“蛋壳沉下去时都是这样仰着的,但是我使过魔法以后,它就会有所变化。”她再往杯里扔蛋壳,这次很奇怪,那鸡蛋壳在水中翻了个身,趴着沉到水底了。有的同学觉得这大概是个偶然,便请魔术师重复,她反复做了几次,蛋壳都能听话地翻身,而别的同学做,却一次也没有出现过这种情况,魔术师是怎么做到的呢?她真有魔法吗。

揭秘

其实在这里,魔术师又运用了另一个物理知识——浮力。浮力是浸在液体(或气体)里的物体所受到的一个托起的力。其产生原理是由于液体对浸入其物体上、下表面的压力差产生的。浸入在液体里只受重力和浮力作用的物体,浮力条件是:当G>F时,物体下沉。反之则相反。当物体开始露出水面继续上浮时,它排开液体的体积就逐渐减少,受到的浮力也逐渐减少,最后达到平衡时,F=G。

当魔术师表演时,先拿的半个蛋壳是没有气袋的,把它扔到水里,当然就会仰着下沉,第二次的另一半蛋壳是有气袋的,把它扔到水中,自然会颠倒、翻个儿。(扔蛋壳时,悄悄地做两个魔术性的手势)。捞起来,再重复表演几次。但在把它交给其他同学试验前,要悄悄把气袋捅破,这样无论谁,再重复多少次,也不会有魔术发生了,而同学们就因为这种反差而觉得莫名其妙了。

超级链接相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假,但这顶金冠确与当初交给工匠的纯金一样重,到底工匠有没有捣鬼呢?既想检验真假,又不能破坏王冠,这个问题不仅难倒了国王,也使诸大臣面面相觑。

后来,国王请阿基米德来检验。最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天,他去澡堂洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得穿就跑了出去,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”(Eureka,意思是“我知道了”)。

他经过了进一步的实验以后来到王宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,所以证明了王冠里掺进了其他金属。

这次试验的意义远远大过查出工匠欺骗国王,阿基米德从中发现了浮力定律:物体在液体中所获得的浮力,等于他所排出液体的重量。后来,该定律就被命名为阿基米德定律。

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