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科学界普遍公认的科学起点是开普勒、伽利略那个年代,直到牛顿出版《自然哲学的数学原理》一书,整个体系才建立起来,至今也才300多年 。
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英国科学家牛顿
很多古代体系的文明成果,能流传至今并被纳入科学体系的非常少 。 但阿基米德定律就是那个例外,尽管已经超过2200年了,但至今仍然被写入教材中 。
大家不要看到这个定律就以为就那么回事,初中物理课上就学过,没啥稀奇的 。 老郭要是不放个大招,你可能都不知道这个定律有多好玩 。
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阿基米德
一起来回忆一下阿基米德定律:浸入静止流体中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量,方向竖直向上并通过所排开流体的形心 。
相信所有的小伙伴都会用阿基米德定律去解释钢铁轮船漂浮在水面上,解释潜水艇为什么能上浮和下沉 。
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阿基米德定律
关于这个定律的考试题目中,经常会问一些物体浸泡在水中所受到的浮力的情况,可能是一个漂浮在水面上的小木块,也可能是一个浸泡在水中的任意形状的物体 。
别急着说简单,现在让我把前面的问题设计得复杂一点:如果水不是普通的水,而是含有压缩气体的汽水,同时物体是密度略大于水、体积约黄豆大、表面拥有很多小褶皱呢?
请大家回答:会发生什么现象?
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汽水
估计有人会说,按照阿基米德定律,密度比水大的物体当然是会沉入水底 。 理由是,浸没在水中的物体受到重力和浮力两个力的作用,密度大于水的物体,受到的重力大于浮力 。
如果你真的这么想,那么就草率了 。 想知道真相,其实也很简单,不妨让我们一起来做一下这个实验 。
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葡萄干
去超市买一瓶汽水,品牌很多,我就不做广告了,要选那些无色透明的,塑料瓶或者玻璃瓶装的汽水 。 我推荐玻璃瓶的,因为气压会高一些,可以提高观察时间 。
至于密度大于水、黄豆大小,表面布满褶皱的小颗粒,可以用葡萄干来代替 。
东西都有了,下面咱们就开始实验 。
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材料准备
第一步,打开汽水,注意打开前不要用力摇晃,否则你懂的 。 好吧,这步也没啥好玩的,对于大家来说都司空见惯了是不是 。
第二步,倒出一部分汽水 ,直到剩余部分低于瓶子直径开始收缩的位置,将瓶子放到 平整的桌面上 。 这步主要是为了防止葡萄干放进去之后汽水溢出,同时还堆积在瓶口附近,影响观察 。
第三步,抓一把葡萄干,从瓶口投入 。
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在汽水中投入葡萄干
现象及解读当你打开汽水瓶的瞬间,随着嘭的一声轻响,瓶内的水中开始有气泡冒出,如果你的耳朵靠近瓶口,可以听到气体开始溢出的滋滋声 。
在密封的瓶子内,保留了一段高压气体,当瓶盖打开的瞬间,瓶内气体的压力大于空气压力,快速逃逸,我们就听到了嘭的一声 。
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