感冒中的我,不⼩⼼发现了潜⽔艇的秘密?

作者: ⼩⽩ & 阿佩 & 公⼦

来源: 中科院物理所

发布日期: 2023-11-04 13:01:18

本文介绍了一个利用⼝服液瓶和塑料瓶制作的解压神器“浮沉⼦”,并解释了其背后的物理原理,即帕斯卡定律和潜⽔艇的工作原理。

最近季节更替,天⽓忽冷忽热,宿舍贴⼼的给⼤家准备了⼝服液。⼩编发现,喝完的⼝服液瓶⼦,稍加改造,就可秒变解压神器。实验器材包括塑料瓶、⼝服液玻璃瓶、斜⼝钳、所标杯。安全提示:本实验使⽤利器,请⼩朋友在家⻓的陪同下完成,注意安全。第⼀步:⽤斜⼝钳⼩⼼地将⼝服液玻璃瓶的铝封剪掉并剥下,注意避免划伤。第⼆步:在⼝服液中装⼩半瓶⽔,不要太多,保证在放⼊⽔瓶中时浮在⽔⾯。

第三步:在塑料瓶中装满⽔,尽量不要留有空⽓。第四步:将⼝服液瓶倒扣塞⼊矿泉⽔瓶中,注意不要将其中的⽔洒出,并拧紧瓶盖。第五步:⽤⼒(⼤⼒出奇迹!)挤压矿泉⽔瓶,发现⼝服液玻璃瓶迅速潜⼊⽔底。第六步:松开⼿,玻璃瓶⼜重新上浮到了瓶⼝。超解压的“浮沉⼦”就制作完成啦!

根据帕斯卡定律,按压⼏乎装满⽔的塑料瓶时,少量空⽓被压缩将压强传递给⽔,⽔被压⼊⼝服液瓶体(下称“浮沉⼦”)中,浮沉⼦中进⼊⽔后所受的重⼒⼤于它受到的浮⼒,于是向下沉。⼿离开塑料瓶,塑料瓶中残余空⽓压强减⼩,浮沉⼦⾥⾯被压缩的空⽓把⽔压出来,此时它的重⼒减⼩,⼩于它所受的浮⼒,因此它就向上浮。当⼿对塑料瓶施加的压⼒适当时,浮沉⼦便悬浮在⽔中的任意深度上。

浮沉⼦的浮沉是在外加压强作⽤下,靠改变它的重⼒来实现的。这就是潜⽔艇的⼯作原理,神奇吗?

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