一杯水里的木块和硬币

      世界上存在许多力,引力,重力,浮力,那么,那么如何解释下面的实验现象呢?

    一杯水,往里面放入一毛钱硬币,硬币奇迹般地浮在水面,并且用自身的重力营造了坡度,再放入一块木块,木块也浮在水面,这时候,硬币位于水杯的正中间,木块位于两边,如果把硬币推到旁边,会重新回到中间,如果把木块推到中间,会重新回到两边,随后,加水直到水满,两个物体的位置调换了,木块来到中间,怎么推也推不到旁边,硬币到旁边,死活不肯来中间,这是为什么呢?从中,我能引出几个问题。

      为什么木块和硬币会伏在水面上呢?木块伏在水面上,那还好说,因为密度太小,内含空气,质地轻,放在水面上,空气的浮力往上升,撑住了木块,使其不能沉与水。那么硬币难道也是浮力?不对呀!如果硬币都有气泡,可以产生浮力,为什么一元钱和五毛钱的硬币放到水中,会沉下去?哦,各个硬币的材质是不同的,有的轻,有的重,颜色要么黄、要么银,一毛钱硬币,重量可比五毛钱和一块钱的低很多。


    然而依然解决不了问题,凭什么硬币轻就能浮到水面上呢,使我想起了上学期学的水分子,水分子促在一起,组成水,既然水是分子构成的,相互间便存在引力和斥力,水的表面是分子构成的,记得水珠吗?为什么水珠是圆形,而不是平坦开来?因为水分子在水珠的外围通过引力互相吸引,困住了里面的水分子,我们暂且把这层水墙称为水膜。

    水膜可以抵挡住那么多的水分子往外挤的力,又何尝不能抵挡外来物进入水内部的力?一毛钱硬币的引力,刚好可以被水分子水膜拦截,所以浮在水面。水膜一边经受着内部水分子的挤压,外来物如果太重,当然抵挡不住,重物如¥1硬币,便可以顺顺当当地进水(所以别想着玩轻功水上漂了)水磨阻挡一毛钱硬币的这种力,称为表面张力(表面张力可以破坏,肥皂能达成这一点,如果肥皂泡在那个水杯里,浮起来的,只有木头,没有硬币,木头比较轻,刚才并没有依靠浮力浮在水面,而是和硬币一样用了表面张力,如果表面张力没了,木块会沉入水里一点)


    解决第二个问题,为什么一开始硬币在中间,木块在旁,后来木块飘到中间,硬币又走到旁边?这确实使人百思不得其解呀,也许,和两个物体的重量以及表面张力有关,木块比硬币轻的多,因此,硬币决定木块的走向,单独一个杯子放入木块,会找到平衡点,水中间,而硬币独占了中间的位置,木块太轻,只好受力的作用来到旁边,加水之后,水面其实是鼓起来的,此时,平衡点转移到了周围,硬币因此转到了周围,木块受硬币的影响,来到中间。

    分析一下这个实验中存在的各种力,将木块和硬币往下压的力是重力,挡住木块、硬币,不让往下压的是表面张力,表面张力依靠引力运作。重力和表面张力相平衡的时候,硬币和木块才会浮在水上。

 

   

   

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