六月物理 | 潛水艇的原理

2021-02-20 樂靈教育

我們都知道UFO指的是不明飛行物,而USO是不明潛水物,也叫幽靈潛艇。

USO事件雖然很少見,但是理論上的可能性比UFO大。深海的庇護,為它增添了幾分神秘感。

幽靈潛艇通常分為分為兩種,一種是失蹤多年後又重現的潛艇,另一種則是來無影去無蹤的潛艇,這兩種潛艇的性質顯然是不同的。

根據相關文獻記載,二戰時期,美國和日本在一次海戰中,被一艘幽靈潛艇跟蹤。當它被發現時,瞬間就消失不見了。之後美日雙方艦隊激烈交火時,幽靈潛艇悄然出現了,它沒有參戰,卻救起了很多落水士兵。這艘潛艇速度很快,它是如何做到來無影去無蹤的呢?在科技高度發達的今天,也沒有國家能造出來,所以它的真實性也存在著爭議。

其實潛水艇都是通過自身的重力來實現上浮下沉。

根據我們所學的阿基米德定律可以了解到:當物體受到的浮力大於自身的重力,物體就會上浮;當物體自身的重力大於所受浮力,物體就會下沉。

在液體中,任何物體都會受到浮力的作用,而浮力的大小等於物體排開液體的重力,即F浮=G排,也就我們所熟悉的物理公式:

潛水艇的兩側有水倉,向水倉中加水時,重力增加,潛水艇浸沒在水中的體積會增大,也就是排開的液體的體積增大,所受浮力就會小於自身重力,這時潛水艇就會慢慢下沉;當潛水艇上浮的時,水倉裡的水被高壓空氣擠出去,自身重力減輕,慢慢小於所受浮力,潛水艇也就會順利上浮了。

由公式F浮=ρ液gV排可知,浮力是與液體的密度有關的,在不同的液體中,物體排開液體的體積一樣時,所受浮力不一定相同。

比如說,在死海上,人們可以不用遊泳圈等輔助物品,就可以輕鬆地漂浮在水上,其實就是因為死海的含鹽量極高,導致液體密度比一般江河湖海的水的密度大很多,所以人在水裡所受到的浮力也就比較大。

了解了潛水艇在水中浮沉的原理,那麼請同學們思考一下:魚兒是怎麼在水中上下遊動的呢,僅僅是靠魚尾和魚鰭嗎?

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