曹冲称象解析,航海科普曹冲称象新解

航海科普——曹冲称“象”新解

曹冲称象

某天,孙权送给曹操一只很笨重的大象,曹操想知道这头大象究竟有多重。

曹操命仆人称大象,仆人们面面相觑,怎么办?称不出大象的重量可要杀头的。

正在附近玩耍的曹操小儿子曹冲走过来看热闹,听说仆人们无法称重而双脚跳。

他学着父亲的口吻:“好办!把大象牵到船上去!”曹冲先在空船浸水的地方刻了一条线。

仆人们听曹冲话后仍忐忑不安,小孩子不知轻重,这船能称象?但仆人们照做了。

大象站在船上,船呼啦下沉了。曹冲命人在船舷浸水面上再刻上一道刀痕,再命仆人把大象牵到岸上。曹冲指着岸边的一堆石头说:“把大石头搬到船上去!”

当船下沉到船舷刀痕时,曹冲说“停!再把石头搬到岸上。然后命令仆人逐块称一下石头,再把重量统统加起来!” 此刻,仆人们恍然大悟,这不就是大象的重量吗!

航海科普——曹冲称“象”新解

大象的重量就是放在船上刻线的石头重量

仆人们跷起大拇指:“曹冲真聪明!”

时过境迁,到了现代铁壳子商船时代了。曹冲称象的原理仍然不变。但重量的单位不是十六进制的 “斤”了,而是使用世界通用的“公吨”了。

铁虽然密度比水大,但船的中间是空的,船的总重等于铁的总重,但是船的体积不是铁的体积,也就是说船受到的浮力不等于铁受到的浮力,而是大于铁受到的浮力,既然浮力大于重力,那船就沉不下去了。

航海科普——曹冲称“象”新解

船的浮力大于重力,红线下叫空船排水量

船下水后排开水的体积就是船壳和设备的重量总和,这种现象叫“空船排水量”。根据造船规范和不同的船型,造出来的船都会精确计算在海水、在淡水不同比重的排水量。以此为基准,现代船舶在船舷六面都刻有叫做吃水线标尺。

航海科普——曹冲称“象”新解

船舶吃水线标志

船舶装好货物后,船长、大副就去检查左右两舷船首、船中和船尾的六面吃水线,通过数学计算后,得出船舶的平均吃水值。根据稳性计算书计算或者在配载仪输入平均吃水值,就能查出“载货排水量”了。朋友问,这复杂计算还没有得到装船“货物重量”啊?

航海科普——曹冲称“象”新解

船首吃水线

别急!我们搬出老祖宗曹冲的方法,用载货排水量减去空船排水量就是装在船上的总载重量了。是吗?

是的!但这总载重量还不是“货物重量”,里面还含有“水分”的。

原来,船舶要在大洋中航行前,必须带足海员们的行李、伙食、船舶维修保养用的油漆、工具、备品、备件等七七八八的东西,再在压载水舱打入必要的压载水,确保合适稳性。

行吗?不行,船舶还需要加注大量的燃油和润滑油!

这,可以了吧?不可以,大洋里面的海水是咸的,故在港口出发前还要在淡水舱加足供海员生活用的淡水。综上所述,除了货物外,这些东西就是“航次总储备量”

船在经营过程还会留下看不到却感觉到的重量,就是旮旯中的杂物,叫“船舶常数”

我们通过曹冲称象的故事中得到启发,现代船舶装载货物的重量可以通过如下计算公式:

满载排水量 = 空船排水量+总载重量

总载重量可以这样算出来的:总载重量=货物重量+航次总储备量+船舶常数。

朋友,您看懂了吗?看不懂,再变一下总载重量公式:

货物重量=总载重量 -(航次总储备量+船舶常数)

这下现代版“曹冲称象”就得出“货物重量”了。

航海科普——曹冲称“象”新解

满载排水量 = 空船排水量+总载重量

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