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破冰船是怎樣進(jìn)行工作的高二趣味物理實(shí)驗(yàn)
導(dǎo)讀：不管學(xué)習(xí)什么，只要有興趣就一定可以學(xué)好。下文是培養(yǎng)高二同學(xué)們學(xué)習(xí)物理興趣的好材料：破冰船是怎樣進(jìn)行工作的？
在洗澡的時(shí)候，請(qǐng)你利用機(jī)會(huì)做下面的試驗(yàn)。在跳出浴盆以前，先打開(kāi)它的放水孔，繼續(xù)讓自己的身體躺在盆底上。這時(shí)你的身體露出水面的部分在逐漸加多，同時(shí)你也覺(jué)得你的身體在逐漸變重。在這種情況下，你可以極清楚地看出，只要你的身體一露出水面，它在水里失去的重力（你可以回想一下你在水里的時(shí)候曾經(jīng)覺(jué)得自己是多么輕啊！）就立刻恢復(fù)。
鯨魚(yú)不由自主地在做著同樣的試驗(yàn)──在退潮的時(shí)候，如果擱在淺水灘上，也會(huì)有同樣的感覺(jué)的。但是這對(duì)它會(huì)引起致命的后果：它會(huì)被自己的驚人的重力壓死。難怪本來(lái)是哺乳動(dòng)物的鯨魚(yú)，卻要住在水里：水的浮力能夠救它，使它免得因重力的作用被壓死。
以上所講的跟本文的標(biāo)題有很密切的關(guān)系。破冰船的工作是用相同的物理現(xiàn)象做基礎(chǔ)的：露在水面上的那一部分船身，因?yàn)樗闹亓](méi)有水的浮力作用把它抵消掉，所以仍舊有它原來(lái)的“陸上”重力。你不要以為破冰船在行駛的時(shí)候是用自己的船首部分的壓力不斷地切開(kāi)冰的。破冰船不是這樣工作的，這樣工作的是切冰船，例如像在30年代著名的“里特克”號(hào)。這種工作方法只能用來(lái)對(duì)付比較薄的冰。
真正的海洋破冰船是用另外一種方法工作的。破冰船上的強(qiáng)大的機(jī)器在開(kāi)動(dòng)的時(shí)候，能把自己的船首移到冰面上去。它的船首的水下部分就是因?yàn)檫@個(gè)緣故造得非常斜。船首出現(xiàn)在水面上的時(shí)候，就恢復(fù)了自己的全部重力，而這個(gè)極大的重力就能把冰壓碎。為了加強(qiáng)作用力，有時(shí)候在船首的貯水艙里，還要盛滿(mǎn)水──“液體壓艙物”。
在冰塊的厚度不超過(guò)半米的時(shí)候，破冰船就是這樣工作的。遇到更厚的冰塊，就要用船的撞擊作用來(lái)制服它這時(shí)候破冰船就向后退，然后用自己的全部質(zhì)量向冰塊猛撞上去。這時(shí)候起作用的已經(jīng)不是重力，而是運(yùn)動(dòng)著的輪船的動(dòng)能；船好像變成了一個(gè)速度不大但是質(zhì)量極大的炮彈，變成了一個(gè)撞錘。
幾米高的冰山，破冰船就得用它堅(jiān)固的船首猛烈撞擊幾次，才能把它們撞碎。
參加過(guò)1932年有名的“西伯利亞人”號(hào)通過(guò)極地的航行的水手馬爾科夫曾經(jīng)這樣描寫(xiě)過(guò)這只破冰船的工作：
在幾百座冰山中間，在密實(shí)地覆蓋著冰的地方，“西伯利亞人”號(hào)開(kāi)始了戰(zhàn)斗。連續(xù)52小時(shí)，信號(hào)機(jī)上的指針老是在從“全速度后退”跳到“全速度前進(jìn)”。在13班每班4小時(shí)的海上工作里，“西伯利亞人”號(hào)疾馳著向冰塊沖去，用船首撞它們，爬到冰上把它們壓碎，然后又退回來(lái)。厚達(dá)3／4米的冰塊慢慢地讓出了一條路。每撞一次，船身就可以向前推進(jìn)1／3。
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