將鐵球從船上丟到湖裡,湖的水面,會升高嗎? 江銘輝 五夢網
圖:為了降低湖面的水位,將鐵球飄下湖裡。
題目:
在一個不太大的湖上面 。有一條小船 。假如你坐在船上,船上還載著許多大鐵球。這時侯,湖內的水面已經快滿到湖邊了,若再加一點水就會溢出。船上的你若把一個鐵球拋到湖裹,湖裹的水會不會溢出來?
1. 湖面會升高
2. 湖面不變
3. 湖面會降低
解答:
我們的答案是3,你預想不到吧!
首先船浮在湖面,它適合阿基米德浮力原理,船的排水量等於船隻的重量,因此船上的一顆鐵球,假設是100公斤,它所排開水的重量為0.1立方公尺=100000立方公分。假設水的密度為:1公克/立方公分
將鐵球丟下時,船重量減少100公斤,相對的減少排開湖水0.1立方公尺,船隻會浮上來,而這些讓出來的空間由湖水來彌補,所以這時湖面會下降,但是當鐵球落到湖裡時,由於鐵球也有體積,它又增加湖的體積,使湖水上升,但鐵球增加的體積只有一點點,因為鐵的密度是7.9 g/㎝3,所以100公斤鐵的體積是:100000g÷7.9 g/㎝3=12658㎝3,還不夠原先船隻浮上來湖水彌補(0.1立方公尺)的0.13。
最後鐵球是要沉在湖底,而湖水會下降。