趣味物理实验(原名《趣味物理思考题》)
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

8.浮在水面上的针

钢针也可以像稻草一样在水面上漂浮吗?没有人会相信。一个小铁块即便再小,也一定会快速沉入水底。

大部分人都是这样认为的,钢针不可能像稻草一样。如果你也是这么认为的,那么你可以通过做下面的实验改变自己的看法。

现在我们就找来一根很普通的、不需要太过精细的缝衣针,在缝衣针上涂些油。以上步骤都做好了以后,你就可以将涂过油的缝衣针仔细地放到玻璃杯里的水面上。这个时候你就会发现缝衣针不会沉入水底,而会漂浮在水面上。你一定会感到很惊讶吧!

所有人都知道钢针总是比水重得多,那么在玻璃杯中的钢针为什么不下沉呢?毋庸置疑,同体积的钢针的重量比水的重量重七八倍,这就更让人感到奇怪了,在这样的情况下,落入水里的钢针是永远也不会像火柴棍那样浮上来的。这样的结果是符合科学依据的,但是这个实验让我们迷惑的是这根针不会沉到水面以下,反而会像稻草一样漂浮在水面上。为了弄清这个实验的结果,我们就应该仔细看看这根漂浮的针附近的水面情况,看看会不会在水面的周围发现什么,那么实验中的水面与普通的水面有什么区分呢?如果你观察得够仔细,你就能发现这其中的原因了,实验中的钢针周边的水形成了一个凹陷处,这个凹陷处的水面比平时的水面要低一些,而钢针就在这个位置。

裹了薄薄一层油脂的针并没有被水浸润,这也就是针周边的水面处有凹陷的原因所在。在生活中,你也会经常碰到这样的情况,当你的手上有油的时候,即使你将水淋到手上,此时的手也是干的,水是不能浸润沾有油的手的。生活中,我们会看到一些会游泳的禽类,这些禽类之所以会游泳,并且游泳的时候它们的羽毛不会湿是因为它们的羽毛总是覆盖着由特别的腺体分泌的油脂,这就是它们身上沾不了水的原因。这也是制作不出溶解脂肪层、从皮肤表层去除脂肪的肥皂,即便热水都洗不干净油手的原因所在。被抹了油的针压在水的表面处,在水的表面处形成了凹陷。而水面也不甘示弱,努力将自己抚平,托着针。就是因为水努力抚平被针压弯的水面将针托起,钢针才不会下沉。

因为我们人类的手上总是有少许的油脂,所以在我们手里的针会在不经意间裹上一层油脂,而钢针正是利用这些油脂才可以在水面上漂浮。这种方法的便利之处就是,你不用特意涂油脂,但你必须做到非常小心地把它往水面上放。只有特别小心才有可能成功。除了上面的方法以外,你也可以这样做,你将针平放在烟卷纸的碎片上,放完后,你就仔细地用另外一根针把纸片往下压,直至把整张纸片都压到水面之下。这时你就会发现,纸片跑到了水的底部,而针留在了水面。

如果你对这种现象非常感兴趣,你也可以去观察昆虫水黾,它在水中和在陆地上迈的步子是一样的,当你看到这种现象的时候,你就不会再为这种现象感到困惑不解了。你可以看到,昆虫的爪子在水里并不会被水浸湿,因为它的爪子上覆盖着油脂。讲到这里,你会发现和上面实验的情况是一样的,油脂的存在会让水凹陷,而水面本身想要将凹陷抚平时,昆虫就会受到从下往上的力,而不会往下沉。(图37)。

图37