魚鰾的奇妙調(diào)節(jié)機(jī)制
在浩瀚的海洋中,魚類以其獨(dú)特的生存方式吸引了無數(shù)的目光,它們的上浮與下沉,竟然是如此巧妙地通過調(diào)節(jié)魚鰾來實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)魚類想要上浮時(shí),它們會(huì)膨脹魚鰾,減小自身與水的密度差異,從而獲得向上的浮力,反之,若要下沉,魚類則會(huì)縮小魚鰾,增加與水的密度差異,使自身重力超過浮力,實(shí)現(xiàn)下沉,魚鰾就像魚類的“救生圈”,通過充氣或放氣來調(diào)節(jié)自身的比重,使得它們能夠在水中自如地游動(dòng)。
魚類無法改變自身的重力,但它們巧妙地通過改變自身體積來調(diào)整排開水的體積,從而改變所受的浮力,當(dāng)魚類需要下潛時(shí),它們會(huì)通過魚鰾等器官減小自身體積,導(dǎo)致排開水的體積減小,根據(jù)阿基米德原理,浮力隨之減小,如果此時(shí)魚體的重力大于浮力,魚就會(huì)下沉,而魚類的上浮則是相反的過程。
魚鰾的大小調(diào)節(jié)使得魚體密度降低,進(jìn)而上浮,魚鰾的收縮則增加魚體密度,促使魚下沉,魚鰾猶如游泳時(shí)的“浮力控制器”,使魚能自由控制浮力,這樣,魚在水中游動(dòng)時(shí)可以減少肌肉消耗,保持懸浮狀態(tài),更加節(jié)能高效。
潛水艇的沉浮奧秘:改變重力實(shí)現(xiàn)浮沉
潛水艇作為一種在水下航行的特殊艦艇,其沉浮奧秘同樣令人著迷,當(dāng)浮力小于潛水艇的重力時(shí),潛水艇將下沉,潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重量來實(shí)現(xiàn)的。
潛水艇通過調(diào)整自身的重力來實(shí)現(xiàn)上浮和下潛,當(dāng)潛艇主壓載水艙內(nèi)注水增多時(shí),潛艇重量增加,當(dāng)重量大于水所產(chǎn)生的浮力時(shí),潛艇便從水面潛入水下,使用壓縮空氣將主壓載水艙內(nèi)的一部分水排出,潛艇重量減小,當(dāng)自身重力小于水產(chǎn)生的浮力時(shí),潛艇便從水下浮出水面。
潛水艇擁有多個(gè)蓄水倉,當(dāng)需要下潛時(shí),潛水艇會(huì)向蓄水艙注水,增加潛艇的重量,使其超過排水量,從而實(shí)現(xiàn)下潛,潛水艇是一種能夠在水下航行的軍用艦艇,主要用于執(zhí)行偵察和襲擊任務(wù)。
潛水艇沉浮的關(guān)鍵:控制浮力與重力的平衡
潛水艇能夠在水下實(shí)現(xiàn)上浮和下沉,這是通過控制浮力和重力的平衡來實(shí)現(xiàn)的,在水中,潛水艇受到的浮力是由排開的水的體積決定的,而重力則是由潛水艇自身的重量決定的,為了上浮,潛水艇需要增加浮力或減少重力;而為了下沉,則需要增加重力或減少浮力。
潛水艇的兩側(cè)設(shè)有水倉,向水倉加水時(shí),潛水艇的重力增加,從而使其浸入水中的體積增大,排開的液體體積也隨之增大,潛水艇所受的浮力小于其自身重力,因此潛水艇會(huì)慢慢下沉。
潛水艇通過調(diào)節(jié)自身的重力來控制浮沉,在潛艇要下潛時(shí),它會(huì)通過水艙加水,增加自身的重力,使得整體重力大于浮力,從而慢慢下沉,當(dāng)潛艇要上浮時(shí),它會(huì)通過水艙充氣排水,減少自身的重力,使得浮力大于重力,潛艇隨之慢慢上浮。