空心尾與實心尾浮漂的剩餘浮力探討

關注剩餘浮力的探討，做了一個實驗，用體積相同而材料不同的球體（乒乓球和實心木球），各綁上一根線，線下纏鉛皮，使它們在水面下達到二力平衡。“你會看到乒乓球的鉛量明顯比木球多。”這説明乒乓球的浮力比木球大。

有幾個問題需要討論一下：

1）浮力是怎樣產生的

是物體浸入水中排開了一定體積的水，是水對物體產生了向上的浮力。但一定不要忘記物體是浸入水中，是水對物體產生了作用力。據此，不難明白露出水面的標尾（無論目數多少，無論空心實心）是沒有絲毫浮力的，是沒有向上的牽引力的，是與墜子、鈎餌的懸浮毫不相干的（產生浮力的是浸入水裏的那部分標體）。露出水面的標尾，並不具有真實的浮力，只不過是一種虛幻的浮力，嚴格地講，稱之為剩餘浮力未必合適。

2）浮力有多大

也引出了阿基米德定律，既然兩個球（不管實心、空心）體積是相同的，完全浸入水中後，排開水的體積也是完全相同的，被排開的水受到的重力也完全相同，也就是説，兩個球受到水的浮力是完全相同的。説“乒乓球”的浮力比木球大明顯背離了阿基米德定律。

3.鉛量與浮力

乒乓球下面的鉛量比木球下面的鉛量多些，是必然的，也是最迷惑人的。這一現象給人一個印象：重力既然大些，浮力當然也大些。但這是一種錯覺，剩餘浮力的產生與這種錯覺有關。重力、浮力達到二力平衡時，重力當然與浮力相等。

除了鉛皮重力之外，不要忘記兩個球自身有一定的重力，自重也應計算在總重力之中。簡言之，兩個球在水面下達到重力浮力二力平衡時，重力是一樣的，浮力也是完全相同的。認為“乒乓球”浮力比木球大些，同樣也就誤認為“空心尾的剩餘浮力就一定比實心尾的剩餘浮力大。”

對阿基米德定律關於“物體”的理解也值得商榷。説“但我理解的應該是指相同的物體”又説“空心尾與實心尾應該視為不同的物體”（言下之意是空心尾與實心尾可以不遵從阿基米德定律）。

我們仔細斟酌一下這句話：

“浮力的大小等於它排開的這部分液體所受到的重力”。物體排開水一定的體積，這與物體什麼有關？與體積有關呢？還是與材質、密度有關？乒乓球能排開水，實心木球也能排開水。木塊能排開水，鐵塊也能排開水。“物體”並非指同一物體而是指任何物體，不管材質、密度如何，浮力大小隻與排開水的體積有關，空心尾、實心尾無一例外地必須遵從阿基米德定律。

再回到空心尾與實心尾的具體問題上來，分兩種情況：

一、相同的標體且空心尾與實習尾粗細長短相同

1）浮漂剩餘浮力的問題

在剩餘浮力論看來，這樣的空心尾浮標與實心尾浮標浮力或剩餘浮力是不相同的。

按阿基米德定律，它們的體積相同，不論空心實習、只要等體積地浸入水中，它們的浮力或剩餘浮力完全是相同的。舉例説明，兩支浮標，結構和體積相同，標尾直徑相同，只是一支是實心尾一支是空心尾。半水空鈎調標後，調目都為4目。這時重力浮力達到二力平衡。實心尾浮標（自重稍大）的配鉛重稍小而空心尾浮標（自重稍小）的配鉛重稍大。

但兩支浮標的總重力和總浮力是完全相同的，露出水面的4目，所謂的剩餘浮力，也是完全相同的。現在，在兩支浮標下面增加適量的鉛皮調至標尖平水。請問：哪支浮標下新增加的鉛皮多些？剩餘浮力論證認為，當然是空心尾浮標了。

然而，按阿基米德定律，卻是兩支浮標下新增加的鉛皮應該完全相等。這就是剩餘浮力原理與阿基米德原理的分歧之一。兩支浮標從標尖到四目的體積完全相同，完全浸入水中時，排水量完全相同，即可受到的浮力完全相等。在達到二力平衡時，新增加的重力當然也完全相等。這不僅是道理，也是事實。如果有誰不相信，可以去實際驗證一下。

2）空心尾、實心尾浮標在釣魚中的表現

當魚兒向下拉動鉛墜和浮標時，相同的力拉下的標尾的長度是完全相同的。這還是要説到二力平衡。下拉力使標尾下沉，同時，下沉的標尾浸入水中後產生向上的浮力，直到新增加的向下拉力與新增加的向上的浮力相等時為止。

既然標尾直徑相同（不論實心、空心），那麼，下行距離也應相同，才會有浸入水中的相同體積。在浮標的表現上（下沉的多與少、快與慢）也就一樣，不可能實心尾“靈敏”，空心尾“遲鈍”。

二、標體相同而空心尾粗實心尾細

1）兩種浮標在釣魚中有不同的反應，標尾較粗的空心尾浮標的表現是“遲鈍”，能過濾掉一些雜亂信號，也就是在魚兒拉動浮標時，相同的力，空心尾的位移是較小。實心尾的表現相反：“靈敏”，位移量較大。

2）兩種不同的解釋。剩餘浮力原理認為，空心尾浮標剩餘浮力大，向上牽引力就大，魚兒拉動困難，所以位移量小，就顯得“遲鈍”。而實心尾剩餘浮力小，向上牽引力小，所以魚兒易拉動，位移量大，就顯得“靈敏”。這種解釋的根本錯誤就是把虛幻的剩餘浮力看成了一種真實的向上的牽引力。

按照阿基米德定律原理，兩種浮標的根本差異是標尾粗細不同。下行同樣的距離，粗尾標體積變化大，產生的浮力大，而細尾浮標相反。在魚兒下拉力相同時，產生相同的體積變化和浮力變化，粗尾標下行距離較小而細尾標下行距離較大。也就是説，浮標的靈敏與遲鈍主要決定於標尾的粗細（直徑大小）。

標尾粗的表現較遲鈍而標尾細的表現較靈敏。如果將兩支標體相同而標尾都是實心的但粗細不同的浮標，先調出調目為4目，然後都增加等重的鉛皮，你將會看到細尾下沉距離大而粗尾下沉距離小。

或者粗尾用實心、細尾用空心，同樣也會看到空心的細尾下沉距離大，而實心粗尾下沉距離小。理論和事實都説明，在相同下拉力作用下，下沉的多與少只與標尾粗細有關而與空心實心無關。如果説空心尾浮標表現“沉穩”、“遲鈍”還不如説粗尾表現“沉穩”、“遲鈍”。

三、不同現象凸顯的分歧

解釋空心粗標尾與實心細標尾的不同現象凸顯了兩種原理的分歧。

剩餘浮力的觀點已經被稱之為“理論”、“原理”。但剩餘浮力原理與阿基米德原理是根本對立的，分歧點很多，這裏只列舉了一部分。筆者的認識是：我們釣魚時，使用及調整浮標是以適合魚的習性和覓食規律為標準的。