逍遥学能 2016-01-26 13:29
一根蜡烛长18 厘米，质量59 克，密度0.9 克/厘米3，如果把蜡烛竖直放在水中，保持它稳定不倒，必然有一部分浮出水面。这样，蜡烛仍然可以点燃发光。随着蜡烛烧去一部分，原来沉没在水下部分的蜡烛，它所产生的浮力就会大于蜡烛的重量，于是浮力使蜡烛继续浮出水面。问蜡烛何时被水淹灭，蜡烛灭时还剩多少厘米？
答：由于蜡烛的密度为0.9 克/厘米3，所以蜡烛浮出水面的长度是总长的1/10，在水中部分的长度为总长的9/10，这样才能使蜡烛的重量和水对它的浮力平衡。
上述关系在蜡烛的燃烧过程中仍然成立，也就是说，当蜡烛烧去一截以后，它浮出水面的长度仍旧是目前总长度的1/10。由此推论，蜡烛自始至终浮出水面1/10 的长度。只要水面非常平稳，这种发展将无穷无尽，最后可以认为蜡烛会全部烧完。
到此为止，使人感到蜡烛的精神确实可贵，不仅在空气中，就是浮在水上，也是“蜡炬成灰泪始干”。
随之而来，我们会发现又一个问题：为什么把蜡烛竖直放在水中会非常难？它往往一侧身，就横着躺在水面上。尽管这时它仍然浮出水面1/10的体积，可是无法点燃，也就不能无私奉献了。请你解释一下，它为什么会站不稳？
答：蜡烛的重心O在L/2位置，重力G向下可以看做是作用在O点上。蜡烛的浮力F向上，作用在蜡烛役在水中部分的中点P的位置。G 和F 大小相等、方向相反，分别作用在O点和P点。这种作用方式是不稳定的，只要稍微受到一点外界干扰，产生力矩，使蜡烛旋转，直到横浮在水面，使浮力的作用点P移动直到接近O点。
由此可见，蜡烛的立场很重要。只有站得稳，它才能无私地燃烧自己，放出光和热。