利用水的浮力称象,出自曹冲称象。
曹冲年龄五六岁的时候,知识和判断能力如一个成年人。有一次,孙权送来了一头巨象,曹操想知道这象的重量,询问他的属下这件事,但他们都不能说出称象的办法。
曹冲说:“把象放到大船上,在水面所达到的地方做上记号,再让船装载其它东西,称一下这些东西,那么比较下就能知道了。”曹操听了很高兴,马上照这个办法做了。
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相关原理
“曹冲称象”在中国几乎是妇孺皆知的故事,年仅六岁的曹冲,利用漂浮在水面上的物体的重力等于水对物体的浮力这一物理原理,解决了一个连许多有学问的成年人都一筹莫展的大难题,这不能不说是一个奇迹。
实际上,聪明的曹冲所用的方法是“等量替换法”,用许多石头代替大象,在船舷上刻划记号,让大象与石头产生等量的效果,再一次一次称出石头的重量,使“大”转化为“小”,分而治之,这一难题就得到圆满的解决。
听说过“曹冲称象”的故事吧,就是把大象赶到船上,在船舷外侧标记好水位,然后再在船上装上石头,当石头的重量达到标记的水位时,称石头的重量就知道大象的重量了。
将大象放进船上,看船下沉多少,划线,然后再一块一块的再同样的船上放石头,至船沉到划线处,然后一块一块称量石头的重量,这个方法分割了很大的东西,并且用了等价代换,真是聪明的办法。
除了曹冲的方法以外,还可以采取以下办法:做一个大点的跷跷板,把大象牵上去,另外一头放石头(或者其他),跷跷板大致平衡了,石头的重量就是大象的重量。
曹冲称象
古时候有个大官叫曹操。别人送他一头大象,他很高兴,带着儿子和官员们一同去看。
大象又高又大,身子像一堵墙,腿像四根柱子。官员们一边看一边议论:“这么大的象,到底有多重呢?”
曹操问:“谁有办法把这头大象称一称?”有的说:“得造一杆大秤,砍一棵大树做秤杆。”有的说:“有了大秤也不行啊,谁有那么大的力气提得起这杆大秤呢?”也有的说:“办法倒有一个,就是把大象宰了,割成一块一块的再称。”曹操听了直摇头。
曹操的儿子曹冲才七岁,他站出来,说:“我有个办法。把大象赶到一艘大船上,看船身下沉多少,就沿着水面,在船舷上画一条线。再把大象赶上岸,往船上装石头,装到船下沉到画线的地方为止。然后称一称船上的石头。石头有多重,大象就有多重。”
曹操微笑着点一点头。他叫人照曹冲说的办法去做,果然称出了大象的重量