第 14 集 · B1 · 7 分 20 秒
浮力与密度：船为何漂浮？——初中物理实验课
本视频通过自制瓶船、染色水模拟、木块刻度实验等直观演示，系统讲解浮力原理：漂浮物体所受浮力等于其排开液体的重力（即排水量）；推导出物体密度与浸没深度的定量关系（ρ_物/ρ_液 = h_浸没/h_总）；对比盐水/淡水/温水密度差异对吃水线的影响；介绍国际船舶载重线标志（W/S/T/F/TF）含义；以死海和密度计（比重计）为例说明密度测量的实际应用。语言清晰，术语规范，配图实验丰富，适合俄语初学者理解基础物理概念。
中俄字幕
Сделаем небольшой корабль из обрезанной бутылки, а этот аквариум будет морем.
我们用截短的瓶子做一个小船，而这个鱼缸就是海洋。
Сейчас корабль пустой, и поэтому он плавает в воде, почти не погружаясь в неё.
现在船是空的，因此它在水中漂浮，几乎不沉入水中。
корабли предназначены для перевозки груза, и когда корабль строят, людям интересно,
船只用于运输货物，当人们建造船只时，他们很感兴趣，
какой груз он сможет перевезти.
它能运载多少货物。
Линия, до которой корабль может погружаться в воду, называется ватерлинией.
船体可以浸入水中的最大深度线称为吃水线。
Ватерлинию нашего корабля мы пометили красной полоской.
我们用一条红色条纹标记了船的吃水线。
положим в корабль грузы один за другим так чтобы он погрузился в воду по ватерлинию.
一个接一个地往船上放货物，直到它下沉到吃水线位置。
но ведь нам безразлично чем загружать корабль.
但其实我们并不在乎用什么来装载船。
Выгрузим свинцовые грузы.
把铅制重物卸下来。
возьмём подкрашенную воду и начнём наливать её внутрь корабля.
取一些染色的水，开始往船里倒。
Обратите внимание, в процессе наливания уровень подкрашенной воды внутри корабля
请注意，在倒水过程中，船内染色水的液面几乎与船外透明水的液面一致。
практически совпадает с уровнем прозрачной воды снаружи.
几乎与船外透明水的液面一致。
Получается так, будто вода плавает в воде.
结果看起来就像是水在水中漂浮一样。
Теперь мы можем сделать вывод:
现在我们可以得出结论：
вес корабля, погруженного в воду по ватерлинию, в точности равен весу воды в объеме
浸没至水线处的船的重量，恰好等于其水下部分所排开的水的重量。
подводной части корабля.
其水下部分所排开的水的重量。
Поэтому вес корабля называют также его водоизмещением.
因此，船的重量也被称为它的排水量。
Теперь докажем это же утверждение теоретически.
现在我们从理论上证明这一结论。
Мысленно выделим часть воды рядом с поверхностью.
我们设想在水面附近划分出一部分水。
отделим покрашенную воду от прозрачной воды невесомой жесткой оболочкой, не имеющей
用一个无质量的刚性壳体将染色水与透明水隔开，该壳体没有
толщины. Это будет подводная часть корпуса корабля.
厚度。这将是船体的水下部分。
появление этой оболочки никак не повлияло на воду.
这种外壳的出现对水没有任何影响。
Как подкрашенная вода плавала в прозрачной воде, так и будет плавать.
就像染色的水在透明水中漂浮一样，它也会继续漂浮。
Конечно, в этом рассуждении существенно то, что вес оболочки пренебрежимо мал по
当然，在这个推理中关键的一点是，外壳的重量与所排开的水的重量相比可以忽略不计。
сравнению с весом выделенной воды.
与所排开的水的重量相比可以忽略不计。
а теперь возьмём и нарастим у этой оболочки борта.
现在我们再把这个外壳的边沿加高一些。
У нас получился корабль, который плавает в воде.
于是我们得到了一艘能在水中漂浮的船。
Он погружен во внешнюю прозрачную воду под действием находящегося внутри него груза
它浸没在外部透明的水中，受到内部所含重物——染色水——的作用。
подкрашенной воды.
染色的水。
пусть подкрашенная вода весит к примеру десять тонн.
假设染色的水重约十吨。
Откачаем эту воду, а чтобы корабль не всплыл, положим внутрь него ящики с грузом
我们将抽出这些水，为了防止船浮起来，会在船内放入相同重量的装有货物的箱子。
того же веса. и корабль будет плавать погруженный во внешнюю воду до того же самого
相同重量的箱子，船将漂浮在外部水中，直到相同的水平位置。
уровня. Наблюдая за тем, насколько плавающие тела погружены в воду, мы можем
通过观察漂浮物体浸入水中的程度，我们可以
определять плотность материала, из которого они состоят.
确定它们所由构成材料的密度。
возьмем деревянный брусок с нанесенной на него равномерной шкалой.
取一个带有均匀刻度的木块。
Если бы плотность древесины была равна плотности воды, брусок погрузился бы в воду
如果木材的密度等于水的密度，木块会完全浸入水中，到达一的刻度线。
полностью, до отметки единица.
到达一的刻度线。
опустим брусок в воду.
将木块放入水中。
Вы видите, что он погрузился до отметки 0, 46.
您看到它浸入到了0.46的刻度处。
это означает, что плотность дерева, из которого сделан брусок, составляет 0, 46 от
这意味着木块所用木材的密度是水密度的0.46倍。
плотности воды.
水的密度。
плотность воды равна одному грамму на кубический сантиметр, поэтому плотность этой
水的密度为每立方厘米1克，因此这种
древесины составляет сорок шесть сотых грамма на кубический сантиметр.
木材的密度为每立方厘米0.46克。
Давайте докажем это утверждение.
让我们来证明这个论点。
Рассмотрим тело, которое плавает в воде.
考虑一个浮在水面上的物体。
пусть рядом с ним плавает ещё одно тело такой же формы погрузившееся в воду до того
假设在它旁边还有一个形状相同的物体，浸入水中到相同的深度，
же уровня и пусть это второе тело состоит из тонкостенной невесомой оболочки в
并且这个第二个物体由薄壁无质量的外壳构成，
которую залита вода.
其中充满了水。
мы уже знаем что уровень воды внутри и снаружи этой оболочки будет одинаковым.
我们已经知道，这个外壳内外的水面高度是相同的。
поскольку оба тела погрузились в воду одинаково, они имеют одинаковую массу.
由于两个物体浸入水中的程度相同，它们的质量也相同。
Масса деревянного бруска— это произведение плотности дерева на объем бруска, а объем
木块的质量等于木材密度与木块体积的乘积，而体积
равен произведению площади сечения бруска S на его высоту a.
等于木块横截面积S与高度a的乘积。
масса воды внутри второго тела это произведение плотности воды на объем погруженной
第二个物体内部水的质量是水的密度与浸入部分体积的乘积，
части, а этот объем равен произведению площади сечения S на высоту подводной части
而该体积等于横截面积S与水下部分高度b的乘积。
b. теперь приравняем эти массы.
现在将这两个质量相等。
Отсюда следует вывод: плотность дерева во столько раз меньше плотности воды, во
由此得出结论：木材的密度比水的密度小多少倍，就等于b比a小多少倍。
сколько раз b меньше, чем a.
木材的密度比水的密度小多少倍，就等于b比a小多少倍。
Плотность солёной воды больше, чем плотность пресной воды.
盐水的密度大于淡水的密度。
поэтому один и тот же корабль погружается в легкую пресную воду глубже, чем в
因此，同一艘船在较轻的淡水中比在较重的咸水中下沉得更深。
тяжелую соленую.
因此，同一艘船在较轻的淡水中比在较重的咸水中下沉得更深。
а ещё плотность воды зависит от температуры, и летом она меньше, чем зимой.
水的密度还取决于温度，夏季的密度比冬季小。
На борт судна наносится специальный знак— грузовая марка.
船体上会标记一个特殊的标志——载重线标记。
W— это винты, солёная вода в средних широтах зимой.
W—指的是螺旋桨，中纬度地区冬季的咸水。
S– самая солёная вода в средних широтах летом.
S—是中纬度地区夏季最咸的水。
Т– это tropical water, она солёная и самая тёплая.
T—指的是热带水域，它咸且最温暖。
F– это fresh water, пресная вода в средних широтах летом.
F—指的是淡水，中纬度地区夏季的淡水。
Ну а TF– это tropical fresh water, тропическая пресная вода.
而TF则是热带淡水，即热带地区的淡水。
Её плотность самая маленькая, и судно погружается в неё глубже всего.
它的密度最小，因此船只在这种水中下沉得最深。
Мертвое море— это не море, а озеро, расположенное на границе Израиля и Иордании.
死海并不是海，而是一个位于以色列和约旦边境的湖泊。
Вода в этом озере очень соленая и плотная, и поэтому в ней невозможно утонуть.
湖水非常咸且密度大，因此人不可能在其中沉没。
Прибор для измерения плотности жидкости называется ареометром.
测量液体密度的仪器称为比重计。
Это колбочка с грузом внизу, которую опускают в жидкость, чтобы она в ней плавала.
这是一个底部带有重物的试管，将其放入液体中使其漂浮。
На колбочку нанесены отметки, показывающие до какого уровня она погружается в
在试管上标有刻度，显示它在不同密度的液体中浸入到的深度。
жидкости с разной плотностью.
不同密度的液体中浸入的深度。
Опустим ариометр в воду.
将比重计放入水中。
Мы видим, что он погрузился до отметки 1000.
我们看到它下沉到了1000的刻度线。
И в самом деле плотность воды составляет 1000 граммов на кубический дециметр.
事实上，水的密度确实是每立方分米1000克。
А если заменить воду на подсолнечное масло, ареометр погрузится до отметки 910, ведь
如果用水换成葵花籽油，比重计会下沉到910的刻度线，因为葵花籽油的密度比水小。
подсолнечное масло– жидкость менее плотная по сравнению с водой.
如果用水换成葵花籽油，比重计会下沉到910的刻度线，因为葵花籽油的密度比水小。
Если вылить воду и подсолнечное масло в один сосуд,
如果将水和葵花籽油倒入同一个容器中，
они не смешаются, но менее плотное масло поднимется наверх, а более плотная вода
它们不会混合，但密度较小的油会浮到上面，而密度较大的水
останется внизу.
留在底部。
来源：GetAClass · CC BY 3.0