船舶的奥秘

船舶是人类历史上伟大的发明之一。人类的祖先在实践中逐步认识了水的浮力性，并开始制造渡水过河的浮具。最初的简易浮具经过筏、独木舟、木板船、木帆船和机器推进船等多个阶段的发展，逐步演变成现代船舶。可是，你知道用钢铁打造的巨大轮船为什么能浮在水上?它们又是如何在海浪中保持稳定状态的呢?

木帆船

豪华客轮的内部构造

浮力定律

我们可以做一个小实验来证明浮力定律：找一块薄铁皮，把它放在水上，它立刻就沉下去了；如果我们用这块铁皮做个铁盒子，再放到水上，虽然铁皮自身的重力没有变，它却能漂浮在水面上。而且即使往盒子里加点东西，盒子也只是下沉一点点，但仍能漂浮在水面上。、这是因为盒子底面受到水的压力，这个压力就是竖直向上的浮力。当浮力大于铁皮的重力时，就托住铁盒让它浮在水面上。而浮力是随物体排开液体的重量的增加而增加、随物体底部面积的增大而增大的。大轮船浮在水上就是根据这个定律。船越大，即船的底部面积越大，船排开的水的重量也越大，它所受的浮力也就越大。这样，即使轮船装运很多的货物，也不会沉底了。

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水翼船原理图

船舶的稳定性

现代航船之所以舒适平稳，是因为有一种稳定船身的装置——回转稳定器。这种稳定器由一对旋转翼片构成，船身两侧各有一片，翼片连接到发动机驱动的回转仪上。船身开始晃动时，翼片也开始旋转，回转仪随即同步转动以抗拒翼片的转动，并因此减轻船晃动的程度。大型远洋货轮在深海中靠将水从船的一边抛到另一边的方法来保持平稳，当船身向一侧倾斜时，水通过一根管子流向另一侧的水缸里，以此来保持整艘船的平稳。

回转稳定器是用来稳定船只的大型回转仪。旋转中的回转仪会抗拒企图改变其轴向的力，因此，回转稳定器可以抗拒海浪对船身的晃动而使船只逐渐回复稳定状态。