黛玉五人看著三組資料冥思苦想,都覺得應該還有一個關鍵點,是她們沒注意到的,這才導致這些資料,仍然無法相互聯絡起來。
黛玉將砝碼取出歸於原位,將水缸裡的玻璃船模取出來,正要放回,卻突然注意到,玻璃器皿拿出來後,水面又下降了一點。
黛玉又將船模放了進去,水缸水面再度上升一點點,再次取出,水面又恢復如常。
‘水無常形?’
‘水缸裡的水,是恆定的,沒有增加,也沒有減少。’
‘放入船隻,水面上升,船隻吃水。’
‘那麼船隻吃水的體積,和水原本的體積相加,必然是和水面升高後的體積是一致的。’
‘是了,體積,而不只是高度。’
‘不對,不只是體積,還有重量。’
‘船重,載重,水重。’
黛玉突然間靈感閃耀迸發,瞬間找到了問題的關鍵,隨手將玻璃器皿放下,轉身對迎春說道,“二姐姐,重量,算一下重量。”
“水缸裡的水升高後,水的體積,減去船吃水佔去的體積,這裡的差是多少?”
迎春聞言腦中瞬間閃過體積計算公式,高度已經有了,兩個容器的長寬面積也都明確。
幾組資料在迎春心中一閃而過,迎春瞬間發現,這變化的水的重量,幾乎和砝碼的重量一致。
這一發現,令迎春立刻驚叫起來,“是一樣的,林妹妹,是一樣的。”
“增加砝碼,水面上升那部分水的重量,和增加砝碼的重量是一致的。”
寶釵瞬間也反應過來,驚呼一聲,“所以船能浮在水面上,是跟它擠開了多少水有關,而跟它本身是什麼東西做成的,沒有任何關係?”
探春也說道,“所以船是中空,銅盆,金碗,都是中空,就是為了更儘量增大體積,將水擠開了。”
惜春一把抓過賈瑛問了起來,“二哥哥,是不是這樣的,姐姐們說的,是不是就是船浮起來的原因?”
賈瑛攬著惜春,點頭說道,“四妹妹,是的,你們發現了船浮起來的秘密,找到了千百年來,都沒人總結出來的奧秘。”
探春這時又問道,“二哥哥,那這條原理,又該如何敘述呢?”
賈瑛想了想說道,“三妹妹,你們現在能自己透過實驗發現這一原理,已經非常厲害了。”
“只是原理的描述,你們還缺少很多前置的定義,剛才你們描述的那句話,仍然是不準確的。”
“等你們把這些基礎數學學完了,就可以開始接觸了。”
“這條原理,叫做浮力定理,浸入靜止流體中的物體,會受到一個浮力,其大小等於該物體所排開流體的重量。?”
“我這個描述仍然是不完全的,只是其他的你們現在還不好理解,我就只說了最主要的這一部分。”
賈瑛剛說完,寶釵便說道,“流體,就是流動的物體,水,或者還有水銀,寶玉,水銀是不是也是流體?”
賈瑛笑了笑,點了點頭,“寶姐姐說的沒錯,一般常態下,水銀確實屬於流體。”
黛玉也跟著說道,“浮力,漂浮的力量,這個描述很是準確。”
“剛才我們的實驗說明,船隻浮在水面,是它的重量小於它的最大浮力,若是超過了臨界浮力,它必定會下沉。”
“這就是石頭會沉入水底的原因,它排開的水,只有它本身的體積,那個重量遠小於它本身的重量。”
“船隻之所以造成這個樣子,是要增加它的排水體積,這個值越大,它的載重也就越高。”
探春不禁笑道,“所以,按照這個原理說來說,不止是木頭可以造船,金銀銅鐵,乃至於石頭,其實都可以造船了。”
賈瑛笑道,“三妹妹說的不錯,正是這樣,你們剛剛舉例子說的銅盆金碗,它們實際上不就是一隻小船麼。”
惜春這時又問道,“二哥哥,金銀銅都很貴,沒人會用這個來造船,那怎麼沒人用鐵呢?”
賈瑛聞言大笑了起來,還沒回答,黛玉便笑著說道,“四妹妹,這是因為鍊鐵工藝的問題,鐵也是很貴重的。”
“打造一艘大船,需要用的鐵實在太多了,而木頭就不一樣了。”
“說起來我們看到的萬事萬物,至少現在看起來,木頭才是最適合造船的材料。”
賈瑛點了點頭,又繼續說道,“四妹妹,銅盆能浮起來,咱們能看到,前人自然也能看到,他們也會想到,將它放