第50章 浮力

相信大家都听过浮力，但是表面张力呢？当然今天的主题是浮力，不是表面张力。浮力只存在在水面上吗？我进行过一个舀水实验。就是把一个容器里的水倒出一部分，装入另一容器。实验表明两个容器里的水都有浮力。你说水面可以被创造，那么相应地浮力也可以被创造。但是，被创造出来的浮力来自哪里？我换个问法：既然浮力可以被创造，那么是否意味着每层水平面都有浮力呢？我想是的。为什么是水平面呢？因为如果不是平面，就会有重力势能。在这种情况下，即使有浮力，也会被重力势能。我们知道水面在完全静止时就是水平面，因此水体中存在浮力的面就应该是水平面。在水面上，浮力有多大呢？其实它是每个水平面的部分叠加产生的。我来解释一下部分。浮力在向上时必然要克服重力，所以就有损耗。一般来说，离水面越近的水平面的浮力越大。由于水平面的数量是不可数的，所以这里就要用到积分。具体公式，我就不说了。说到这里，就需要说最大浮力和表面浮力，前者是大于后者。最大浮力是水体的所有水平面的浮力的积分，它是固定的。而表面浮力由水面的表面积决定，它是不固定的。表面积越大，表面浮力越大。相应地，也就更加靠近最大浮力。然而，却无法与最大浮力相等。那么，它们就绝对不可以相等吗？我认为需要极其苛刻的条件才能办到，而这显然不是我们可以做到的。它们相等会发生什么，我不知道。但是，我隐约感觉这是通往新世界的大门。水川米也不知把握时间，就一股脑说了这些。

我来说一些小的规律。说到浮力，自然就要说液体堆积。舀水实验中就有一部分是液体堆积。我们上次提到浮力被打散。注意这里指的是表面浮力而不是物体所受的浮力。表面浮力被打散之后，在液体堆积结束时又开始恢复成整体。而水波的本质就是表面浮力一部分一部分地被打散的体现。当液体堆积结束，表面浮力没有了阻力就恢复了。而水波自然而然地消失了。

说到浮力，就要提船。船一般都是用木头做的，而木头的密度是小于水体的密度的。所以，船可以漂浮起来。我的外国朋友伽利略说，船是因为它的底面的表面密度小于水体的密度。为什么是底面表面密度呢？原来，底面是直接受到水体给予它的浮力的，所以它的表面密度才是船可以漂浮起来的真正原因。当他说这话时，我就想到了军舰。军舰底面明显不是用木头制成的，而是用的金属合金。一般地，金属合金的密度都比水体的密度大。如果是这样，军舰就不可能漂浮起来。那么，军舰可以漂浮起来的原因是什么呢？原来军舰的底部是采取水密空心的结构，这就说明表面密度的说法并不十分准确。在这里，我要提出底部底部平均密度的概念。为什么不是总体平均密度呢？还是那句话，军舰受到的浮力是底面在承受的。如果底部平均密度高于水体的密度，那么军舰很快就会沉到水里。其实说穿了就是底部一定要是有空体，而无空体显然是不行的。六子风来似乎也是如此，不过大家都没有在意。

百度百科上说浮力的大小等于物体所排开的重力。当船的总体平均密度不断增大时，它的排水重力也会相应增大。可是，一旦总体平均密度等于水体密度时，浮力就为零。但是，它的排水重力却不为零。如果浮力大，排水重力就越大。那么，排水重力不为零时，浮力怎么就为零了？而是相反。还有就是这里的浮力指的是物体所受的浮力，而不是水体的表面浮力。物体所受的浮力是受表面浮力的限制，也受物体底面的表面积的限制。如果水体表面与物体的底面完全接触，那么物体所受的浮力就和它的排水重力成正比。换句话说，就是物体的吃水深度不能超过它的表面高度。为什么要加表面二字呢？还是那句话，水体的浮力是通过物体底面也就是外表面来体现的。玛格丽塔倒是没有长篇大论，而是简短了说了几句。

假设有个外表面全是刺的，但是它是有空体。而且它的空心和实心的体积比是99：1。那么，它受到的浮力是怎么样的？关于这个问题，大家好好思考。那么，今天就到这里。杜埃尼亚斯最后做着收尾的讲话。