操縱沉浮的魔法

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。