对比两种状态,漂浮时排开水的体积对应的重量等于人和泳圈的重量,而沉底后排开水的体积仅等于人的体积。因为水的密度小于人体密度,要让人体“浮”起来(即漂浮),需要排开比自身体积更多的水来产生足够的浮力支撑体重。所以沉底后,总体积排开的水量减少,导致游泳池的水面下降。
如果游泳池里所有人都抛开游泳圈潜到水底,水面会怎样变化?
当人们还戴着游泳圈漂浮在水面时,根据阿基米德原理,人和泳圈整体受到的浮力等于它们的总重力。因为人是漂浮的,所以排开的水的重量恰好等于人的重量加上泳圈的重量。
一旦所有人都抛开泳圈潜入水底,情况就变了。由于人的密度通常略大于水,潜入水底后,人处于沉底状态,此时人排开水的体积仅仅等于人自身的体积,而不是之前为了支撑体重而需要排开的更大体积的水。