打捞铁牛中铁牛是怎么被打捞上来的?用科学知识解释“捞铁牛”的原
发布时间: 2023-07-18

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打捞铁牛中铁牛是怎么被打捞上来的

铁牛是怎样从河底捞上来的?

公元1066年,山西永济县的黄河段发大水把河边拴浮桥的八只镇水神牛冲走了,官府张榜招贤,请能把铁牛从河底捞起来的贤人。和尚怀丙揭榜。他派水性好的人潜到水底,摸清铁牛沉在了什么地方。又叫人把两艘大木船并排拴在一起,船上装满泥沙。两木船之间还用结实的木料搭了个架子。怀丙亲自带人把两艘装满泥沙的木船划到铁牛沉没的地方。又请熟悉水情的人带着绳索潜到水底,用绳索把铁牛绑牢。将绳索拉紧,把绳索的另一端捆在两船之间的架子上。

准备工作做好之后,怀丙命人把船上的泥沙扔到河里去,泥沙被一铲一铲地扔河里,大船慢慢地上升,终于把铁牛从淤泥里拔了出来。怀丙又叫人把船划到造浮桥的地方,两艘大船拖着没在水里的铁牛。回到了它们原来的位置。每只铁牛重达上万斤,怀丙为什么能把铁牛从河底的淤泥中拔出来呢?

两只木船原来装满了泥沙,泥沙很重,木船吃水很深,也就是说,船的重力大,木船排开的水很多,受到的浮力很大。根据物体的浮沉条件,木船是悬浮状态,此时木船受到的浮力,等于木船身的自重加上泥沙的重力。当把泥沙扔到河里,木船上的泥沙减少,重力减少,而木船的体积不变,也就是排开水的体积不变(根据阿基米德原理,浮力也不变)。两木船受到的浮力超过了船身的自重加上余下的泥沙的重力。最初,船不上浮,因为它被绑在绳索下的铁牛拖住,随着泥沙的不断抛出木船,重力越来越小,绳索对铁牛的拉力越来越大,直到多余的浮力超过了铁牛在水里的重力和淤泥、河水对铁牛的作用,铁牛就逐渐从淤泥中拔出来。是水的浮力把铁牛从水底托上来。

用科学知识解释“捞铁牛”的原理

《捞铁牛》是一个广为流传的民间故事,明代的冯梦龙在其编著的《智囊全书》中就有记载,并且现在被选编入中小学教材。据记载,北宋年间,一场洪水将河中府一段黄河上的浮桥被冲垮,用来固定浮桥的铁牛也被冲入河中。铁牛有几万斤,如何打捞铁牛,人们都束手无策。官府贴出告示,希望有能人出来解决问题,结果一位法名怀丙的和尚揭了告示。

在怀丙和尚的带领下,人们在两只大船上装满泥沙后,将大船开到铁牛沉没处,用绳索将大船与铁牛紧紧地连在一起。然后,将船上的泥沙抛入水中,结果,铁牛被一点点的从淤泥中拉了出来。

打捞铁牛的过程中,怀丙和尚巧妙地利用了水的浮力。当大船装满泥沙时,大船受到重力(船和泥沙的总重力)和水的浮力,大船漂浮,浮力与重力平衡。抛出泥沙的过程中,由于泥沙重力的减小,大船除受到重力和水的浮力外,还会受到绳索的拉力,并且,绳索的拉力越来越大,大小正好等于减小的泥沙的重力。同时,大船通过绳索对铁牛施加拉力,这两个拉力大小相等。一旦拉力大于铁牛的重力与受到水向下的压力之和,就能将铁牛从淤泥中拉出。不知大家注意没有,这里巧妙的将泥沙的重力与绳索的拉力进行了变换,典型就是一个山寨版的“曹冲称象”。

另外,据记载,在清朝曾利用“捞铁牛”的方法,打捞过沉船。清政府从国外购买的一批武器,在用木船运输过程中,遇强台风沉没,一位叫任昭财的水手自告奋勇的承担了打捞沉船的任务。任昭财命人找来八只木船,分成两组,一组四只连在一起。每一组中两只装满石头,另两只空着。每只船上拴着一根绳索,绳索下端拴在沉船上,一组船上的绳索都拴在沉船的船头上,另一组船上的绳索都拴在沉船的船尾上。接着,任昭财命人将四只船上的石头搬到另外四只空船上,然后再搬回来,并且在搬运石头的过程中,不断将松弛了的绳索拉紧。这样,经过若干次的搬运,沉到海底的船就被拉出水面。可见,对“捞铁牛”的方法,既有借鉴又有创新。



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