魔力科學小實驗
說出“給我一個支點,我能撬起整個地球”的阿基米德不僅發(fā)現了杠桿原理,還證明了物體在液體中所受的浮力等于它所排開液體的重量,這一結果后來被稱為阿基米德原理,即浮力定律。
相傳有這樣一個故事:希倫王讓工匠打造了一頂純金王冠,國王疑心工匠私吞了黃金,但王冠的重量又沒有減少,這個問題可難倒了國王和諸位大臣。
于是,國王召見阿基米德,讓他鑒定純金王冠是否摻了假。最初,阿基米德面對這個難題也是無計可施。
有一天,當他坐進澡盆時,看到水往外溢,突然想到可以用測定固體在水中排水量的辦法來確定固體的體積。他興奮地大喊:“找到了!找到了!”
阿基米德來到王宮,把王冠和同等重量的純金分別放在兩個盛滿水的盆里。結果,放王冠的盆里溢出來的水更多,這就說明王冠和純金的重量雖然相同,但王冠的體積更大,兩者的密度并不同,所以王冠里摻了假。
這次試驗的意義遠遠大過查出金匠欺騙國王,阿基米德從中發(fā)現了浮力定律。
在本期的實驗中,我們將兩杯重量不等的水放在杠桿兩端,把手指伸進重量輕的水杯。在不觸碰杯底的情況下,重量輕的水杯能撬起對面那個更重的水杯嗎?
攪拌棒1根、量杯2個、電池1節(jié)、紅藍色素各1瓶(也可不用色素)、鋼尺1把、清水1瓶。
1. 往兩個量杯中分別倒入70毫升和60毫升的清水。為便于區(qū)分,分別滴入藍、紅色素。
2. 用電池作為支點,將鋼尺置于電池上,使之處于平衡狀態(tài)。
3. 將兩個量杯分別放置在鋼尺兩端,由于藍色水更多,輕而易舉地就能撬起紅色水的水杯。
在被撬起的紅色水的水杯中,嘗試伸入一根手指,注意不要觸碰到杯壁,藍色水的杯子絲毫未動。
把兩根手指懸于紅色水的水杯中,藍色水的水杯慢慢被撬起,且手指越往下探,藍色水的水杯被撬起得就越高。
紅色水的水杯為何能將藍色水的水杯撬起來呢?
我們知道,手指伸進水里會受到浮力作用,根據阿基米德提出的浮力定律可知,手指越往下伸,紅色水的水位就會升得越高,手指所受的浮力也就越大。根據牛頓第三定律,我們知道力不能離開物體單獨存在,兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反。當水對手指的浮力越大,手指對水的反作用力也就越大,正是這股反作用力撬起了對面藍色水的水杯。
看似需要按壓紅色水的水杯才能把藍色水的水杯撬起來,可是只要了解一些力學知識,就完全可以“借力”達到想要的效果。就像這句話所說:“如果不學物理,那么你的生活將充滿奇跡!”