下潛到離地心最近的地方,征服“挑戰者”深淵!中國“奮鬥者”号載人潛水器正在馬裡亞納海溝進行萬米級海試。在“下潛萬米深海”的直播中,出現了一些“平平無奇”的鐵片,它們就是幫助“奮鬥者”号實現下潛、上浮的重要“配件”之一。那麼“奮鬥者”号是如何利用這些鐵片在海底“溜達”,并且實現自由下潛、上浮的呢?正在上學的你請跟我們一起鞏固基礎知識,而早就遠離課本的你也請跟我們一起回憶自己無所不學的人生巅峰。
“奮鬥者号”要潛入萬米深淵
首先要克服浮力
它的浮力有多大呢?
我們用公式
F浮=ρ液gV排
來算一下
其中ρ液和小g
我們已經很熟悉了
ρ液代表液體密度
小g代表重力加速度
那V排呢?
V排是物體排開液體的體積
如同這個氣球
當把一半氣球按入水中時
水位上漲了
說明氣球排開了一部分液體
排開的這部分液體
就會影響浮力的大小
當半個球體在水中時
V排就是球體總體積的一半
當把整個氣球按入水中時
水位又進一步上升
此時V排就是氣球的總體積
由此看出
V排越大
受到的浮力就越大
那“奮鬥者”号體積那麼大
它在海水裡會受到很大的浮力
它是怎麼快速下潛到萬米海底的呢?
我們以這兩個裝水的瓶子
來代替“奮鬥者”号
發現裝水多的沉了下去
而水少的還浮在水面上
那麼重點來了
加大重量就可以下潛
那如何上浮呢?
沒錯!
隻要減少重量
就可以實現上浮
但是在萬米深海
水無法輕易排出去
我們怎麼減輕重量呢?
答案就是神器“小鐵片”
“奮鬥者”号丢掉這些搭載的鐵皮
使得受到的重力小于浮力
海水就把它托上水面了
這種方式就叫做“可棄壓載”
萬丈高樓從地起
再高深的實驗都有最基礎的原理
萬米級海試一樣離不開
我們中學的物理知識
下一節課
我們将會迎來萬米深潛的另一個挑戰
它的基礎原理也在中學的課本裡
我們繼續
用最基礎的物理知識,
學懂最尖端的科研!
監制 | 唐怡
制片人 | 房轶婷
策劃 | 杜通
編導 | 趙汗青 榮夢岩
編輯 | 趙汗青 吳夢萱
統籌 | 趙明旭 趙汗青
特别鳴謝 | 猿輔導