

據說古希臘博學家阿基米德在浴缸裡破解了浮力之謎。即便這個故事是杜撰的,他的原則是真理:如果物體的重量小於它所排開的水的重量,它就不會下沉。
連混凝土也能漂浮。材料科學家約瑟夫-路易斯·蘭博特建造了一艘混凝土小艇,並在1855年世界博覽會上展出。二戰期間,為了節約鋼鐵,美國建造了24艘混凝土船。如今,大學生們每年都會參加混凝土獨木舟比賽,駕駛著他們客製化的船隻競相角逐。例如,威斯康辛大學麥迪遜分校的一個團隊就使用混合了微小充氣玻璃球的混凝土,建造了一艘20英尺長的船隻,可供四名船員使用。
但你無需成為工程師也能建造一艘石船。位於麥迪遜的團隊和加州大學柏克萊分校的一個團隊共同為《大眾科學》雜誌設計了這個迷你船計畫。你只需要去趟家居用品商店,再找個安全的地方下水——以防萬一你的手藝太差,呃,船沉了。
材料
1. 10磅裝1型波特蘭水泥
2. 20磅裝沙袋
3.半加侖水
4.手推車(或大型堅固的容器)
5.兩英尺長、3吋寬、1.65吋厚的聚苯乙烯泡沫保溫材料
6.多用途刀
7.砂紙
8.保鮮膜
9.吹風機
10.一張長3英尺、寬5吋、厚¼吋的合板
11.不沾矽膠噴霧
12.聚氨酯膠
指示:
(A)繪製:將聚苯乙烯泡沫塑膠最大的一面平放在平面上。在泡沫塑膠上畫一個橢圓形-這將成為獨木舟的內模。
(B)雕刻:用美工刀從泡沫塑膠上切出形狀。然後,將泡沫塑膠的一側邊緣每次削去約⅛英寸,使其變圓。打磨至光滑。
(C)包裹:用兩層保鮮膜包裹模具。用吹風機加熱使保鮮膜收縮,使其緊密貼合泡棉。
(D)黏合:將膠合板切割成適合模具的尺寸。然後,在雕塑泡棉的平面上塗抹聚氨酯膠,並將其正面朝下放在膠合板上。按壓至膠水乾燥,約兩分鐘。在裸露的膠合板上噴灑矽膠噴劑。
(E)澆築:在手推車中混合水泥和沙子。充分攪拌,加水,攪拌至均勻。將混凝土緩慢倒入模具中,達到所需厚度(最大 1/4 英吋)後停止。晾乾 21 天,然後打磨至光滑。
(F)漂浮:你的混凝土獨木舟在水中排開的空氣量應該大於其自身質量。揚帆起航,讓阿基米德也感到驕傲吧!
製作時間:1小時;固化時間:3週
費用:約 50 美元
難度:2/5
警告:請配戴合適的安全裝備,包括手套、口罩和護目鏡。水泥具有刺激性,熱塑膠會燙傷皮膚,美工刀鋒利——務必小心!
本文原刊於 2013 年 10 月的《大眾科學》雜誌。