我国古代对浮力的认识及应用
2015-05-30亢锋
初中生学习·低 2015年4期
关键词:方法
亢锋
对浮力的认识和应用,是古代流体力学研究的重要内容。在这方面,中国古代劳动人民积累了丰富的实践经验。
一、应用浮力定性判定物体质量分布是否均匀
早在先秦时期,古人就对物体的浮沉特性有所认识,并在生产实践中有十分巧妙的应用。例如在《考工记·矢人》篇中,“矢人”在确定箭杆各部分的比例时,采用的方法是: “水之,以辨其阴阳;夹其阴阳,以设其比;夹其比,以设其羽。”
就是说,把削好的箭杆投入水中,根据箭杆各部分在水中浮沉情况,判定出其相应的密度分布,根据这一分布来决定箭的各部分的比例,然后再按这个比例来装设箭尾的羽毛。这种根据箭杆各部分浮沉程度判定其相应质量分布的方法是合乎科学的,也是十分巧妙的。
《考工记·轮人》篇在规定车轮的制作规范时,也应用了水的浮力。为确保车轮“揉辐必齐,平沈必均”,“轮人”采用的办法是:“水之,以眡其平沈之均也。”意思是说,要测量木制轮子各处质量是否均匀,只要把它放在水中,测量其各处浮沉程度是否一致即可。如果浮沉程度一致(“平沈”),轮子各处质量分布必然是均匀的(“必均”)。
二、应用浮力定量测定物体的重量
三国时期有个神童叫曹冲,是曹操的儿子,他曾经提出“以舟称象”。据《三国志》记载:“冲曰:‘置象大船之上,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知。”意思是把大象赶到船上,记下船在河中下沉的位置;然后,将大象拉上岸,把石头陆续装入船中,直到装载石头的船下沉到刚才那个记号为止,再分别称出船中石头的重量,石头的总重就是大象的重。……
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