"番茄醬號"潛水艇潛水原理

看到潛水艇在水中下沉上浮，你是不是覺得很神奇呢?為什麼潛水艇可以自由地在水下活動呢?

筆者要考考大家，還記不記得法國科幻小說家儒勒·凡爾納在《海底兩萬里》中描述的「鸚鵡螺號」呢?因其潛水能力超強，竟被小說中的人們誤認為是某種神秘的海怪。其實，「鸚鵡螺號」潛水艇之所以可以在海下潛行，是因為艇上有特殊的水倉：當水倉打開時，海水湧入，令其下潛;當將水倉中的水排空，潛水艇就能夠上浮了。

那麼讀者朋友們知道這艘潛水艇為什麼叫「鸚鵡螺號」嗎?那是因為它的潛水本領都是從海洋動物鸚鵡螺那裡「學」來的。既然這樣，我們能不能學習這種本領，來自己製作潛水艇呢?當然可以!今天，我們就來做一艘屬於你自己的「番茄醬號」潛水艇吧!

實驗步驟

準備潛水艇

找來一些小包裝的番茄醬，準備一碗水，將番茄醬投入水中，看一看哪一包番茄醬能漂在水面上。那些能漂起來的番茄醬包，就可以拿來做我們的潛水艇了。那些沉下去的番茄醬呢?下次吃薯條的時候就幹掉它……

準備大海

潛水艇當然要在大風大浪中潛行才夠精彩!為此，我們可以找來大號的可樂瓶，將包裝紙去掉，注入多半瓶清水，這就是我們的「大海」了。如果想讓大海顯得更加逼真些，你還可以在瓶內加入一些藍色的鋼筆墨水或食用色素，讓瓶內的「大海」呈現出碧海狂濤的效果。

潛水艇入水

把剛才挑選好的番茄醬包縱向摺疊一下，投入我們剛剛做好的「大海」之中。「潛水艇入水」的最佳狀態是一半在水下，一半在水上。這時，我們需要繼續向瓶內加水，一直加滿，蓋好蓋，好了，所有的準備工作已經就緒，現在就等「船長「發令，我們的潛水艇就可以下潛了。誰是「船長」?就是你!

下潛上浮

這下，這艘「番茄醬號」潛水艇已經聽你指揮了，你可以任意命令它下潛或者上浮。怎樣下命令呢?如果你想讓潛水艇下潛，那麼就用手捏捏可樂瓶，潛水艇就會「聽命」沉下去;當你想讓潛水艇上浮的時候，你只需將捏瓶子的力量減小，使可樂瓶恢復原狀，潛水艇就浮上來了。

科學原理

身為一船之長的你，是否了解使自己潛水艇下潛上浮的秘密呢?

物體能夠漂在水面之上，得益於自身的密度比水小。物體的密度是由質量和體積共同決定的，當質量不變時，體積越小密度就越大，就越容易沉入水中;反之，體積越大，密度就越小，就越容易浮出水面。同樣是一塊鐵，展成片，彎成船，就能跨大海、越大洋，但若是一個大鐵塊或者大鐵球，那它就別想漂在水面上了。

第一位研究浮力的人是古希臘的阿基米德，他在洗澡的時候發現，自己將滿滿一浴盆的水擠出了很多，由此，他聯想到，這擠出去的水的體積，應該和自己浸入水的體積相同，由此他發現了浮力的秘密。所以，要想增加自己的浮力，想辦法增加自己的體積是一種辦法。所以，你現在明白救生圈為什麼要充氣了吧!

在小包番茄醬內，也密封著一些氣體，當我們擠壓水瓶的時候，瓶內的水壓會增加，番茄醬包內的氣體體積會被壓縮變小，這帶來的結果就是，番茄醬包整體的體積減少，浮力降低，開始下沉。而當你鬆開手的時候，瓶內的水壓減小，恢復到之前的狀態，番茄包內的空氣體積開始變大，整個番茄醬包的體積都增加了，浮力也隨之增加，此時，你看到的現象就是潛水艇上浮了。

可樂瓶 碗

遊戲拓展

那麼，「鸚鵡螺號」潛水艇和你的「番茄醬號」潛水艇的潛水原理一樣嗎?你能用剛剛學到的知識進行解釋嗎?如果用熱水做實驗，你的潛水艇會怎樣?如果用鹽水做呢?你能解釋可能看到的現象嗎?

知識鏈接

鸚鵡螺的潛水本領

鸚鵡螺為海洋軟體動物，現存於印度洋和太平洋海區，殼的表面呈白色或者乳白色。整個螺旋形外殼光滑如圓盤狀，樣子神似鸚鵡嘴，故此得名「鸚鵡螺」。鸚鵡螺在地球上經歷了數億年的演變，但其外形、習性等變化卻很小，有海洋中的「活化石」之稱，其在研究生物進化和古生物學等方面有很高的價值。

鸚鵡螺的殼被多個橫斷的隔板分隔成三十多個獨立的殼室，除動物體所在的最後一個大殼室外，其餘殼室都充滿了氣體(多為氮氣)。當動物體不斷成長，殼室也周期性向外側推進，在外套膜後方則分泌碳酸鈣與有機物質，建構起一個嶄新的隔板。而各殼室之間有一個貫穿的細管，用以輸送氣體到各殼室之中，通過氣體的調節，鸚鵡螺就可以操縱身體的浮沉與移行。在現代仿生科學上，鸚鵡螺的名號也佔有一席之地，1954年世界第一艘核潛水艇「鸚鵡螺號」誕生，許多國家的潛水艇也以「鸚鵡螺」命名。