儿童科学小实验 奇怪的浮沉子沙漏

仔细观察左图动画：在一个装满水密闭的玻璃管中，有一8字形沙漏，其最大处外径比玻璃管内径略小。静置一段时间，沙漏停在管子的上部并顶到管子的顶端。现将管子倒置，你认为会有什么现象发生呢？人们往往认为沙漏会立即上浮，但令人惊讶的是沙漏并不立即上浮，而是停在水底不动，等一会儿，它又会开始上浮。对此，你是否有要把它弄个明白的欲望呢？

原来倒置玻璃管时，沙漏随之颠倒。此时沙漏“头重脚轻”，向旁边倾倒，由于沙漏最大处外径比玻璃管内径略小，所以它稍斜靠在玻璃管内壁上，两者之间有摩擦。玻璃管管壁给沙漏的摩擦力与沙漏受到的重力之和大于其所受浮力，所以它要停一会。随着沙的下漏，沙漏在水中慢慢立直，与管壁的摩擦力逐渐小直至消失，浮力大于重力，沙漏上浮。

下面的这个沙漏浮沉子主要由支撑架、活动框架、小沙漏、装有水的透明圆柱玻璃管（玻璃管的直径与沙漏的“肚状”部分的直径相当）组成。

装置制作：佚名；图文：董艳辉、陈海深

追根溯源：

此装置最初于1993年12月刊登在美国AApT举办的THEpHYSICSTEACHER杂志上，我国的《物理通报》于1995年第1期进行了转载，广西师范大学罗星凯教授的《中学物理疑难实验专题研究》一书中（广西师范大学出版社1998年6月第1版第121-122页），对此装置也有相关的介绍和讨论。