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如果杰克懂物理

2020-04-02孙亚宁

知识窗 2020年3期
关键词:露丝泰坦尼克号冰山

孙亚宁

在电影《泰坦尼克号》的结尾处,男主角杰克紧握住女主角露丝的手,嘱咐她努力求生,不要放弃的画面令无数观众动容。杰克将生的希望给了露丝,他让露丝趴在一块木板上,而自己则紧握住露丝的手,全身浸在冰冷的海水中,直到没有力气挣扎。其实,如果杰克懂物理,他和露丝的结局会截然不同。

电影中,露丝逃生所用的木板有双人床大小,而且很厚,这块木板的浮力足以承受两个人的重力。木板所受的浮力始终与木板垂直,在竖直方向上,浮力的分力小于重力,换句话说,爬上木板的过程中木板倾斜是自然现象,并不代表它救不了男女主角两个人。一开始,两人从一侧同时往木板上爬,木板自然会倾斜。如果两人从两侧同时往木板上爬,是完全有可能都爬上去的。虽然露丝的力气比杰克小,但是她身上穿着救生衣,爬上木板的难度可能比杰克还小一些。即使两人爬上木板有先有后,从而使得木板倾斜,但如果先爬上去的那个人紧紧抓住木板坚持到另一个人爬上木板,并且两个人调整姿势使木板保持平衡,就会提高两个人的生存概率,那么两个人可能最终不会被淹死或冻死。可惜,或许是杰克不懂有关浮力的物理知识,或许是杰克感觉露丝一个人在木板上安全系数更高,总之,他們错失了双双生还携手终生的机会。

不仅逃生需要懂得和浮力相关的物理知识,“泰坦尼克号”本身也运用了大量的相关知识。“泰坦尼克号”重达46000吨,是当时世界上最大的游轮。它这么重,为什么可以漂浮在海面上?因为有浮力。浮力定律最先由阿基米德在公元前245年发现,这个定律表明:物体在液体或气体所受浮力,等于所排开的液体或气体的重量。也就是说,“泰坦尼克号”要想在水上漂浮,其最大排水量至少要等于船体的自身重量。当船的整体密度小于海水密度时,船就可以浮在海面上。“泰坦尼克号”虽然重,但是它长269.06米,宽28.19米,高31米,船舱内部空间很大,其密度远远小于水的密度,所以它可以漂浮在海面上。

然而,号称永不沉没的“泰坦尼克号”还未完成处女航,便永远地沉入了北大西洋海底。顶级巨轮为何撞击冰山后会进水乃至沉没?首先,因为船身和冰山相撞,而不是船头,导致多个密封舱同时进水,无法补救;其次,因为那座冰山重达150万吨,是“泰坦尼克号”重量的五倍,重量越大,撞击力越大。为什么巨型冰山可以在海上漂流呢?因为冰的密度比水小。正所谓:“成也萧何,败也萧何。”“泰坦尼克号”的辉煌和悲剧都和浮力密切关联。

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