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曹沖稱象的巧妙
曹沖稱象的巧妙
更新时间:2025-04-03 17:43:40

曹沖稱象的巧妙(航海科普曹沖稱)1

曹沖稱象

某天,孫權送給曹操一隻很笨重的大象,曹操想知道這頭大象究竟有多重。

曹操命仆人稱大象,仆人們面面相觑,怎麼辦?稱不出大象的重量可要殺頭的。

正在附近玩耍的曹操小兒子曹沖走過來看熱鬧,聽說仆人們無法稱重而雙腳跳。

他學着父親的口吻:“好辦!把大象牽到船上去!”曹沖先在空船浸水的地方刻了一條線。

仆人們聽曹沖話後仍忐忑不安,小孩子不知輕重,這船能稱象?但仆人們照做了。

大象站在船上,船呼啦下沉了。曹沖命人在船舷浸水面上再刻上一道刀痕,再命仆人把大象牽到岸上。曹沖指着岸邊的一堆石頭說:“把大石頭搬到船上去!”

當船下沉到船舷刀痕時,曹沖說“停!再把石頭搬到岸上。然後命令仆人逐塊稱一下石頭,再把重量統統加起來!” 此刻,仆人們恍然大悟,這不就是大象的重量嗎!

曹沖稱象的巧妙(航海科普曹沖稱)2

大象的重量就是放在船上刻線的石頭重量

仆人們跷起大拇指:“曹沖真聰明!”

時過境遷,到了現代鐵殼子商船時代了。曹沖稱象的原理仍然不變。但重量的單位不是十六進制的 “斤”了,而是使用世界通用的“公噸”了。

鐵雖然密度比水大,但船的中間是空的,船的總重等于鐵的總重,但是船的體積不是鐵的體積,也就是說船受到的浮力不等于鐵受到的浮力,而是大于鐵受到的浮力,既然浮力大于重力,那船就沉不下去了。

曹沖稱象的巧妙(航海科普曹沖稱)3

船的浮力大于重力,紅線下叫空船排水量

船下水後排開水的體積就是船殼和設備的重量總和,這種現象叫“空船排水量”。根據造船規範和不同的船型,造出來的船都會精确計算在海水、在淡水不同比重的排水量。以此為基準,現代船舶在船舷六面都刻有叫做吃水線标尺。

曹沖稱象的巧妙(航海科普曹沖稱)4

船舶吃水線标志

船舶裝好貨物後,船長、大副就去檢查左右兩舷船首、船中和船尾的六面吃水線,通過數學計算後,得出船舶的平均吃水值。根據穩性計算書計算或者在配載儀輸入平均吃水值,就能查出“載貨排水量”了。朋友問,這複雜計算還沒有得到裝船“貨物重量”啊?

曹沖稱象的巧妙(航海科普曹沖稱)5

船首吃水線

别急!我們搬出老祖宗曹沖的方法,用載貨排水量減去空船排水量就是裝在船上的總載重量了。是嗎?

是的!但這總載重量還不是“貨物重量”,裡面還含有“水分”的。

原來,船舶要在大洋中航行前,必須帶足海員們的行李、夥食、船舶維修保養用的油漆、工具、備品、備件等七七八八的東西,再在壓載水艙打入必要的壓載水,确保合适穩性。

行嗎?不行,船舶還需要加注大量的燃油和潤滑油!

這,可以了吧?不可以,大洋裡面的海水是鹹的,故在港口出發前還要在淡水艙加足供海員生活用的淡水。綜上所述,除了貨物外,這些東西就是“航次總儲備量”

船在經營過程還會留下看不到卻感覺到的重量,就是旮旯中的雜物,叫“船舶常數”

我們通過曹沖稱象的故事中得到啟發,現代船舶裝載貨物的重量可以通過如下計算公式:

滿載排水量 = 空船排水量 總載重量

總載重量可以這樣算出來的:總載重量=貨物重量 航次總儲備量 船舶常數。

朋友,您看懂了嗎?看不懂,再變一下總載重量公式:

貨物重量=總載重量 -(航次總儲備量 船舶常數)

這下現代版“曹沖稱象”就得出“貨物重量”了。

曹沖稱象的巧妙(航海科普曹沖稱)6

滿載排水量 = 空船排水量 總載重量

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