高二物理重點知識點：破冰船的工作原理

　　在洗澡的時候，請你利用機會做下面的試驗。在跳出浴盆以前，先打開它的放水孔，繼續讓自己的身體躺在盆底上。這時你的身體露出水面的部分在逐漸加多，同時你也覺得你的身體在逐漸變重。在這種情況下，你可以極清楚地看出，只要你的身體一露出水面，它在水里失去的重力(你可以回想一下你在水里的時候曾經覺得自己是多么輕啊!)就立刻恢復。

　　鯨魚不由自主地在做著同樣的試驗──在退潮的時候，如果擱在淺水灘上，也會有同樣的感覺的。但是這對它會引起致命的后果：它會被自己的驚人的重力壓死。難怪本來是哺乳動物的鯨魚，卻要住在水里：水的浮力能夠救它，使它免得因重力的作用被壓死。

　　以上所講的跟本文的標題有很密切的關系。破冰船的工作是用相同的物理現象做基礎的：露在水面上的那一部分船身，因為它的重力沒有水的浮力作用把它抵消掉，所以仍舊有它原來的“陸上”重力。你不要以為破冰船在行駛的時候是用自己的船首部分的壓力不斷地切開冰的。破冰船不是這樣工作的，這樣工作的是切冰船，例如像在30年代著名的“里特克”號。這種工作方法只能用來對付比較薄的冰。

　　真正的海洋破冰船是用另外一種方法工作的。破冰船上的強大的機器在開動的時候，能把自己的船首移到冰面上去。它的船首的水下部分就是因為這個緣故造得非常斜。船首出現在水面上的時候，就恢復了自己的全部重力，而這個極大的重力就能把冰壓碎。為了加強作用力，有時候在船首的貯水艙里，還要盛滿水──“液體壓艙物”。

　　在冰塊的厚度不超過半米的時候，破冰船就是這樣工作的。遇到更厚的冰塊，就要用船的撞擊作用來制服它這時候破冰船就向后退，然后用自己的全部質量向冰塊猛撞上去。這時候起作用的已經不是重力，而是運動著的輪船的動能;船好像變成了一個速度不大但是質量極大的炮彈，變成了一個撞錘。

　　幾米高的冰山，破冰船就得用它堅固的船首猛烈撞擊幾次，才能把它們撞碎。

　　參加過1932年有名的“西伯利亞人”號通過極地的航行的水手馬爾科夫曾經這樣描寫過這只破冰船的工作：

　　在幾百座冰山中間，在密實地覆蓋著冰的地方，“西伯利亞人”號開始了戰斗。連續52小時，信號機上的指針老是在從“全速度后退”跳到“全速度前進”。在13班每班4小時的海上工作里，“西伯利亞人”號疾馳著向冰塊沖去，用船首撞它們，爬到冰上把它們壓碎，然后又退回來。厚達3/4米的冰塊慢慢地讓出了一條路。每撞一次，船身就可以向前推進1/3.