如果杰克懂物理

孫亞寧

在電影《泰坦尼克號》的結尾處，男主角杰克緊握住女主角露絲的手，囑咐她努力求生不要放棄的畫面令無數觀眾動容。杰克將生的希望給了露絲，他讓露絲趴在一塊木板上，而自己緊握著露絲的手，全身浸泡在冰冷的海水中，直到沒有力氣掙扎。

其實，如果杰克懂物理，他和露絲的結局就會截然不同。

在電影中，露絲逃生所用的木板有雙人床大小，而且很厚，這塊木板的浮力其實足以承受兩個人的重量。木板所受的浮力始終與木板垂直，在豎直方向上，浮力的分力小于重力，換句話說，在爬上木板的過程中木板傾斜是自然現象，這并不代表它救不了男女主角兩個人。一開始，兩個人從同一側同時往木板上爬，木板自然會傾斜。如果兩個人從兩側同時往木板上爬，是完全有可能都爬上去的。雖然露絲的力氣比杰克小，但是她穿著救生衣，爬上木板的難度可能比杰克還小一些。即使兩個人爬上木板有先有后，從而使得木板傾斜，但如果先爬上去的那個人緊緊抓住木板堅持到另一個人爬上木板，并且兩個人調整姿勢使木板保持平衡，就會提高兩個人的生存概率，那么兩個人可能最終不會被淹死或凍死。可惜，或許是杰克不懂有關浮力的物理知識，也或許是杰克感覺露絲一個人在木板上安全系數更高，總之，他們錯失了雙雙生還、攜手終生的機會。

不僅逃生需要懂得和浮力相關的物理知識，“泰坦尼克號”在航行時也運用了大量的物理知識。“泰坦尼克號”重達4.6萬噸，是當時世界上最大的游輪。它這么重，為什么可以漂浮在海面上？因為有浮力。浮力定律最先由阿基米德在公元前245年發(fā)現，這條定律表明：物體在液體或氣體中所受的浮力，等于所排開的液體或氣體的重量。也就是說，“泰坦尼克號”要想在海上漂浮，其最大排水量至少要等于船體的自身重量。當船的整體密度小于海水密度時，船就可以浮在海面上。“泰坦尼克號”雖然重，但是它長269.06米、寬28.19米、高31米，船艙內部空間很大，其密度遠遠小于海水的密度，所以它可以漂浮在海面上。

然而，號稱永不沉沒的“泰坦尼克號”還未完成處女航，便永遠地沉入了北大西洋的海底。頂級巨輪為何在撞擊冰山后會進水乃至沉沒？首先，是因為船身和冰山相撞，而不是船頭，導致多個密封艙同時進水，無法補救;其次，是因為那座冰山重達150萬噸，重量越大，撞擊力越大。為什么巨型冰山可以在海上漂流呢？因為冰的密度比海水小。正所謂“成也蕭何，敗也蕭何”，“泰坦尼克號”的輝煌和悲劇都和浮力密切相關。

（煙雨重樓摘自《青年博覽》2020年第11期，視覺中國供圖）