操纵沉浮的魔法

图//费 嘉

你只需要准备这些：

潜艇能够悄无声息地隐匿在海中高速前行，也能出其不意地浮出水面，常常用于军事。今天的小实验，我们可以亲手体验操纵沉浮的奥秘。

1 一只带盖子的塑料瓶、一些水、一个番茄酱包、一根缝衣针。

2 用缝衣针在番茄酱包上，轻轻地扎一个小孔，用嘴向小孔中吹气。

3 在塑料瓶中加水，把扎了孔的番茄酱包放入塑料瓶，继续加水直到完全加满，紧紧盖上瓶盖。

4 现在，番茄酱包漂浮在瓶子的上端。

5 用力挤压瓶子，番茄酱包沉到了瓶底，一松手，酱包又“顽强”地漂上瓶口了。

为什么用力捏瓶子，酱包就会下沉？

由于番茄酱包里有空气，一开始酱包会浮在水面。用力挤压塑料瓶时，瓶里的压强变大了，酱包里的空气被压缩，一部分水顺着针扎的小孔，进入番茄酱包里。番茄酱包变沉了，受到的浮力比重力小，便开始下沉。越用力挤压，番茄酱包下降得越快。松开手时，瓶里的压强变小，酱包里的空气膨胀，排出了一些水，番茄酱包又变轻了，便又浮上水面。重复几次沉浮之后，由于番茄酱包里进了很多水，几乎没有剩下多少空气，也就不再“听话”地沉浮了。

小问题：没有番茄酱包，可以用其他东西代替吗？

用完的塑料眼药水瓶、朝下放置并且粘贴上重物的塑料笔帽、橘子皮、火柴头都可以拿来尝试。它们有个共同的特点，就是有一部分空间是空的，能够容纳空气。一旦受到水的压力，里面的空气能够被压缩或者被挤出来。

注意：本实验使用缝衣针，请在家长监护下进行。

人类发明潜艇，其实借鉴了动物的浮沉技巧，这种动物就是鱼。鱼鳔是鱼身上一种像气球一样的器官，坚韧而有弹性的膜中充满了空气。鱼能够通过肌肉控制鱼鳔中空气的多少，当鱼鳔收缩，空气变少，水对鱼的浮力变小了，鱼就能沉入水中。相反，鱼也能通过膨胀鱼鳔增加来自水的浮力，让自己浮起来。潜艇也有类似鱼鳔的舱体——载水仓。当排出载水仓的空气注入水时，潜艇重量增加，就可以下沉。想让潜艇上浮时，就用高压气体排出载水仓中的一些水分，使潜艇变轻，浮出水面。