接上期,本期视频是通过一个简单的实验来验证之前提出的理论,我选择了初中物理用到的基本原理,大家可能还记得初中物理课上学过的纸片托水实验;
因为大气压力的原因。当杯子装满水时,杯子里压强小于大气压强;杯子外作用于纸片上的大气压强大于杯内的大气压强,所以水向下的重力会被向上的大气压力支撑,这样纸片就不会掉落。在此基础上,物体也就能够从较低的水位漂浮到较高的水位,你可以通过视频观看演示。
▲这些火柴会非常顺畅的浮到水杯顶端
现在我们要放大实验规模,以证明该原理可以应用在更大的容器上,也就是说,不论容器是大或小,只要支持该原理的大气压力所产生的效果仍然起作用,哪怕上层水箱中的水有数吨,数十吨,数百吨重,都不会改变物理定义,这就足够维持抬升后的水位稳定在高处,而不会因为重力原因倾泻而下。这里我们会用到一些简单的实验材料,比如火柴、铅笔和还有酒瓶塞子。这些木质材料自己就可以浮在水面上,然后我选了一块标准的石灰石,材质和建造金字塔的石灰岩石完全一样,把它绑在一束泡沫包装上,看看泡沫浮子有没有足够的浮力把石灰石提升到玻璃容器的顶部。现在让我们再次把实验的规模放大,这个实验旨在展示之前金字塔建造理论中所描述的关于水井,或者也可以称为水渠通道的基本工作原理。
实验由一个从上到下充满水的管子组成,倾斜的角度与胡夫大金字塔底部的倾斜角完全匹配。管子的两端都浸没在代表金字塔区和上层通道的水箱中。管子的中间还安装了三个和水闸功能一样的门锁。如果三个门锁同时打开,那么管子内的水就会全部流失,所以这套体系能运转的关键之一就是,要始终保持一个门锁处于关闭状态。现在我让我的儿子来为大家展示一下如何轻松地将石灰石块送到水道的顶部。现在我们使用三块石灰石块作为一组,同样使用简单的泡沫包装使其漂浮。关闭了底部的门锁,然后打开了中间的门锁,让这些石块轻松地漂浮到金字塔建筑工地。现在来看点更大的,这是一大块长石灰石岩,我们让它和雪松木绑定在一起,观察它的漂浮情况。即使需要传输物体足够大,甚至几乎填满水渠的整个内径,但它仍然能够稳步上升,直到顶部。
▲一立方米水的重量为一吨;实验使用的两个储物箱体积大约为一立方米
▲实验设置的角度和胡夫金字塔的基座角度完全一致
▲三个和水闸功能一样的门锁
▲一组三块绑有泡沫的石灰岩,岩石的构造和金字塔使用的岩石材料一致
▲古埃及时期没有现代的浮子,但可以使用密度较小的雪松木之类的木材
我希望通过这一系列实验的展示,让大家了解在金字塔建造时,古埃及工匠们对浮力理论的理解及对该原理的实际运用能力。
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