圖//費 嘉
你只需要準備這些:
潛艇能夠悄無聲息地隱匿在海中高速前行,也能出其不意地浮出水面,常常用于軍事。今天的小實驗,我們可以親手體驗操縱沉浮的奧秘。

1 一只帶蓋子的塑料瓶、一些水、一個番茄醬包、一根縫衣針。

2 用縫衣針在番茄醬包上,輕輕地扎一個小孔,用嘴向小孔中吹氣。

3 在塑料瓶中加水,把扎了孔的番茄醬包放入塑料瓶,繼續加水直到完全加滿,緊緊蓋上瓶蓋。

4 現在,番茄醬包漂浮在瓶子的上端。

5 用力擠壓瓶子,番茄醬包沉到了瓶底,一松手,醬包又“頑強”地漂上瓶口了。
為什么用力捏瓶子,醬包就會下沉?
由于番茄醬包里有空氣,一開始醬包會浮在水面。用力擠壓塑料瓶時,瓶里的壓強變大了,醬包里的空氣被壓縮,一部分水順著針扎的小孔,進入番茄醬包里。番茄醬包變沉了,受到的浮力比重力小,便開始下沉。越用力擠壓,番茄醬包下降得越快。松開手時,瓶里的壓強變小,醬包里的空氣膨脹,排出了一些水,番茄醬包又變輕了,便又浮上水面。重復幾次沉浮之后,由于番茄醬包里進了很多水,幾乎沒有剩下多少空氣,也就不再“聽話”地沉浮了。
小問題:沒有番茄醬包,可以用其他東西代替嗎?
用完的塑料眼藥水瓶、朝下放置并且粘貼上重物的塑料筆帽、橘子皮、火柴頭都可以拿來嘗試。它們有個共同的特點,就是有一部分空間是空的,能夠容納空氣。一旦受到水的壓力,里面的空氣能夠被壓縮或者被擠出來。
注意:本實驗使用縫衣針,請在家長監護下進行。
人類發明潛艇,其實借鑒了動物的浮沉技巧,這種動物就是魚。魚鰾是魚身上一種像氣球一樣的器官,堅韌而有彈性的膜中充滿了空氣。魚能夠通過肌肉控制魚鰾中空氣的多少,當魚鰾收縮,空氣變少,水對魚的浮力變小了,魚就能沉入水中。相反,魚也能通過膨脹魚鰾增加來自水的浮力,讓自己浮起來。潛艇也有類似魚鰾的艙體——載水倉。當排出載水倉的空氣注入水時,潛艇重量增加,就可以下沉。想讓潛艇上浮時,就用高壓氣體排出載水倉中的一些水分,使潛艇變輕,浮出水面。