经常在电影里看到这样一种情形:汪洋大海上一艘巨轮因触礁之类的原因沉没,船上的人因甲板极度倾斜像下饺子似的跌入海里,这时就会看到人们手忙脚乱地穿救生衣,或者就近找块漂浮着的破损的船体紧紧抱住等待救援。

很多人就会纳闷,木头能漂在水面上,为啥做成了船就有了沉的风险呢?即便它破了个洞,那也还是木头啊,密度依然比水低,依然有理由浮在水面上。同理还有铁,一块铁放到水里当然会沉,但是做成了船,哪怕你是几万吨的船,行驶在水面上都会安之若素。那么这都是为什么呢?

先说为什么木头不会沉,当然这个有常识的人都知道,但是要用成套的理论来解释,就稍稍复杂了一点,简单来说就是在木头受到的重力,不足以对抗木头在水里受到的浮力的情况下,木头就会浮起来,而木头在水里能受到多大的浮力,取决于它能排开多少体积的水,这就是阿基米德原理。

由此可知也不是所有的木头都不会沉,个别像一些硬木,密度大,比如黑檀木、鸡翅木等,都是入水即沉,还有一些木头结构比较特殊,比如孔状结构易吸水,放到水中就容易沉下去,不过寻常的木头都是会浮在水面上的,这些木头都有密度低、内部有巨量的细小气孔管道(能保持木材空气含量,更加降低其密度)等特点。

那么,用不会沉的木材做成的船,也理应不会沉,但事实却并非如此,为什么呢?原因其实刚才已经说到了,就是排水量的问题。
如果船因为遭遇强烈暴雨天气或被撞击而船体受损,那么当大量的海水涌进船舱内,这艘船的排水量也在急剧锐减,受到的浮力也随之减弱,即便船体的材质的密度比水小,但充其量排开水的体积仅限于船体材料的那些气孔管道里。

而这点浮力,如果只是一个用纯木材打造、上面没有装任何东西的船的话,还是能够支撑它漂浮在水面上的,就算进满了水都没关系,但如果换作一艘装了货物、杂物还有人的船的话,那就铁定会沉了。
此外还有一点就是即便是纯木材如果长时间在水里浸泡,因吸水膨胀的关系最终也会沉下去,所以掉进海里的人抓住身边漂浮的木板也不是一个最为妥当的选择,最佳选择理应还是早早做好应急措施。

那么木头说完了我们再说铁,铁本身密度就远大于水,放到水里会迅速下坠,但做成了船却反而能够浮在水面上,原理自然也是根据阿基米德定律,铁船如果某一部位做成中空结构,里面都是空气,把它当做一个实心结构来算的话那密度可就远远小于水了,体积越大,排水量也就越大,而且船本身的重量并不会因此增加太多。

铁船最早于19世纪中叶开始制造,后来慢慢取代木船,相较于后者,铁质的船只拥有更结实抗造、抗腐蚀、维护成本低、有利于提升性能等特点,再加上抗沉措施技术的发展,像双层底、水密舱壁等,铁质的船已经被广泛运用到现代民船甚至军舰上了。
