液體會(huì)向下加壓力,壓向容器的底部,同時(shí)也會(huì)向側(cè)面加壓力,壓向容器的壁,這些道理即使沒(méi)有學(xué)過(guò)物理學(xué)的人,也都知道得非常清楚。但是,液體還會(huì)向上加壓力,這一點(diǎn)卻有許多人沒(méi)有想到。其實(shí)只要用一只普通煤油燈的燈罩,就可以幫助我們認(rèn)識(shí)這種壓力確實(shí)存在。

用厚紙板剪一個(gè)圓片,要比燈罩口略大一些。把它覆在燈罩口上,倒轉(zhuǎn)來(lái)放到水里去,如圖7.10所示。為了使那圓紙片不會(huì)從燈罩上脫落,可以用條細(xì)線穿在圓紙片中心,通過(guò)燈罩引到上面來(lái),用手拉著線,也可以直接用手指在底下托著紙片。等到這個(gè)燈罩漸漸沉到水底下一定的深度,這個(gè)圓紙片就會(huì)自己留在燈罩口上,不必再用線拉住它或者用手指托住它?，F(xiàn)在托著它的已經(jīng)是容器里的水了,是水從下向上對(duì)圓紙片在施加壓力了。

圖7.10　一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),用來(lái)證明液體從下向上加壓力

你甚至可以測(cè)出這個(gè)向上壓力的大小。這很簡(jiǎn)單,只要小心地慢慢把水注到燈罩里,等到燈罩里的水面接近燈罩外容器里的水面,這個(gè)圓紙片就會(huì)跌落下去。這就是說(shuō),紙片底下的液體向上所加的壓力,恰好與紙片上面那個(gè)水柱的下壓力平衡了,這個(gè)水柱的高度等于紙片沉在水面以下的深度。這就是液體對(duì)于一切浸在液體里面的物體所作用的壓力的定律。阿基米德原理告訴我們的,物體在液體里重量的“損失”,也是從這里產(chǎn)生的。

如果找到幾種罩口大小相同但是形狀不同的燈罩,可以再做一次實(shí)驗(yàn),來(lái)證明另外一個(gè)有關(guān)液體的定律,就是液體對(duì)于容器底部所加的壓力,只與底部面積和水面高度有關(guān),卻與容器的形狀無(wú)關(guān)?？梢赃@樣來(lái)證明:按方才所說(shuō)的實(shí)驗(yàn)方法用形狀不同的燈罩來(lái)一次一次地做,每次把燈罩浸到一樣深度(事先可以在燈罩的同樣高度上用紙粘一條標(biāo)志)。那么,你就可以看到,當(dāng)燈罩里的水面達(dá)到了同樣高度,紙片就會(huì)跌落下去(圖7.11)。這就是說(shuō),各種形狀容器里的水柱,只要它們的底面積和高度相同,它們的壓力也相同。請(qǐng)注意,重要的只是高度而不是長(zhǎng)度,因?yàn)楸容^長(zhǎng)的、傾斜的水柱和比較短的、豎直的水柱,如果水面高度相等,它們對(duì)于器底的壓力(在相等的底面積上)也完全相等。

圖7.11　液體對(duì)于容器底部所加的壓力,只跟底部面積和水面高度有關(guān)