JATOM.GIF (4643 bytes) 一艘船浮在海面上和沉入海裡何者所受的浮力較大?(台北市/大安國中/二年級/Ben)

維尼哥哥

很容易判斷呀!浮體的浮力=物重,沈體的浮力<物重(所以才下沈),而不管船浮在水面或是沈入水底,它的重量(物重)大體上並沒有改變,所以,浮在水面時所受的浮力較大。

你一定覺得奇怪,為什麼同一艘船,浮和沈所受的浮力不一樣呢?我來告訴你:船是由鋼鐵製造成的,而鋼的密度高達7.9,比海水的1.03大多了,那為什麼輪船還能浮在水面上呢?那是因為
輪船的船身是中空的,整艘船的體積比製造船的材料鋼鐵要大上許多,這使得船的平均密度小於海水,而能浮在水面上。而當船沈沒時,一定是船身破裂進水的關係,這個時候,船的體積銳減成只剩鋼鐵的體積,密度劇增,因此才會沈入水底!我以數學式表示如下,你就更清楚了!

假設製造船的鋼鐵的體積是V,而鋼的密度是7.9,因此,鋼鐵的重量(也就是船的重量)﹦7.9V。再假設輪船製造完成後,整艘船的體積為 x,因此,船的平均密度 ﹦7.9V/ x,這個值必須小於1.03,船才能浮在水面上。因此,你可以計算出來,一艘船的體積至少必須在鋼鐵原料的7.7倍以上才行。

由以上的數據可知,船浮在水面上時,浮力 ﹦船重 ﹦7.9V;而當船沈到海底時,浮力 ﹦排開的水重 ﹦1.03V。很清楚可以看出,浮在水面上時的浮力遠大於沈入海底後的浮力。