调漂技术中的浮力
浮力与重力的使用,是调漂技术中两个最为关键的内容。关于重力不讲自明(坠的概念已有新认识),但在调漂技术中对浮力的正确认识,至关重要。
我们常讲,这支浮漂的浮力大或浮力小,水对浮漂产生了浮力等。而浮力的产生,应该既不单纯是浮漂的问题,也不单纯是水的问题,而应该是二者结合的结果,主要应该是二者比重差的结果。
浮漂作为一个物体是有重量的,水是液体,也是有重量的。液体油与水结合,油会浮在水的上面,注入水中的空气,会从水中冒出,这些现象的根本原因是它们的比重不同。人和鱼也是有比重的,但人和鱼可以通过胸腹腔内的气体变化(有鳔的鱼,靠鳔的进出气量),改变比重,从而浮在水面。这是因为,空气的比重小于水,会永远在水的上面。气球的外皮,一般会在水中下沉,但当充足了轻气后,气球会上升,因为轻气的比重小于空气的比重。当然,要有一定的气体量,载体的比重也要有一定比重范围值的限制。如用铅皮做气球的载体,尽管轻气量很大,这样的气球也是很难飞上天的。在物理基础学中,许多物体、液体和空气等都已测出了它们的常规比重值。
由此,我们可以知道:当物体或液体(水银)的比重大于水的比重时,物体或液体会在水中下沉;小于水的比重时,则会在水中浮出;等于水的比重时,会融于水中。
然而,铁的比重大于水,如将铁盆底朝下放入水中,铁盆会浮在水面,而将这铁盆做成铁球后放入水中,铁球会沉入水底。另外,如将铅皮做成铅盆,无论将其正面还是反面放入水中,它都会下沉到底。
由此,我们可以进一步知道:在大于水的比重并接近水的比重范围值内的物体,通过扩大其压强面及造型的合理,是可以浮在水面上的。其机理是:将重量分布开入水,扩大与水的接融面,减弱下压力,使其压强和比重发生变化。在实践中,比重大于并接近水比重的物体,也就是限定比重大于水比重范围值内的物体,如是空心的或半空心的,通过压强的变化和空气比重轻于水比重的利用,以及通过物体边沿吃水高度控制,使水不会进入,会更好地保证浮力的产生效果和浮力的应用。潜艇主要是利用了空气和水的比重差,完成沉浮的,当然,还有其它方面的物理因素。
在浮漂的自作上,已考虑到了材料的比重、压强面和空心或实心问题,所用材料的比重基本上都是小于水的比重,漂尾和漂脚材料有大于水的比重的,但整支浮漂的比重一般是不允许大于水的比重的。为此,我们可以通过浮漂的比重与水的比重之比,确定某一支浮漂的漂力大小。此外,浮漂带有浮字,表明能够浮在水面上的意见,也表明比重小于水的比重。为此,可以说,浮漂本身有浮力,而且浮力会有大、有小。
在调漂技术中,运用着阿基米德定律,但浮力的定义不是浮力应用中的定律,只有理解了浮力的定义,才能运用好浮力应用中的定律。