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為什麼石頭能浮在水面上?

在我們日常生活中,我們經常能看到一些小石子或者小塊的岩石能夠在水面上浮起來,這是因為石頭的密度小於水的密度。

密度是物質的質量與體積的比值,用來描述物質的緊密程度。在水中,密度較小的物體會浮起來,而密度較大的物體則會沉下去。水的密度為1克/立方厘米,而大多數石頭的密度通常在2-3克/立方厘米之間。

根據阿基米德定律,當一個物體浸泡在液體中時,它受到的浮力等於它排除的液體的重量。如果物體的密度小於液體的密度,那麼排除的液體的重量就會比物體自身的重量要大,從而產生一個向上的浮力。

舉個例子來說,假設有一塊石頭的質量是100克,體積是50立方厘米,根據密度的定義可以計算出它的密度為2克/立方厘米。當這塊石頭浸入水中時,它排除的水的體積也是50立方厘米,而根據水的密度為1克/立方厘米,排除的水的質量就是50克。根據阿基米德定律,這塊石頭受到的浮力就是50克,大於它自身的重量100克,因此它能夠浮在水面上。

需要注意的是,石頭浮在水面上並不意味著它沒有重量,它仍然有重力。只是浮力與重力之間的平衡使得石頭能夠保持在水面上漂浮。當我們把手指輕輕地按在石頭上時,石頭就會被壓到水下,因為壓力使得浮力減小,無法與重力平衡。

總結起來,石頭能夠浮在水面上是因為它的密度小於水的密度,從而產生一個向上的浮力,使得它能夠保持在水面上漂浮。這也是為什麼我們在河流、湖泊或者海洋中可以看到許多浮在水面上的石頭的原因。
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