高考申論題
107年
[航海技術] 船藝學
第 一 題
一、請以阿基米德浮力原理，說明船舶載重量、排水量、輕船重量及排水體積、吃水間之關係？（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，應先以阿基米德原理（浮力等於排開流體之重量）破題，確立船舶浮於水面的大前提。接著利用基本公式「排水量＝輕船重量＋載重量」闡述重量構成，最後再以「排水量＝排水體積 × 實測水密度」的物理關係，推導出排水體積增加必定導致吃水加深的結論。
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【破題】 阿基米德原理（Archimedes' principle）為船舶浮力與穩度的物理基礎。該原理指出：「浸在流體中的物體，其所受到的向上浮力，等於該物體所排開之流體的重量」。船舶能穩定浮於水面，即是因其總重量與所受之浮力達到靜力平衡。 【論述】
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船舶排水量與浮力原理
💡 依阿基米德原理，船舶總重等於其所排開之水重。
🔗 船舶載重與吃水變化邏輯鏈
- 1 載重 (DWT) 增加 — 裝載貨物或燃油，使船舶總排水量 (Δ) 上升。
- 2 重力暫時大於浮力 — 靜力平衡被打破，船舶開始下沉以排開更多水。
- 3 排水體積 (∇) 擴張 — 依原理須排開與總重相等之水重，以獲取足夠浮力。
- 4 吃水 (Draft) 加深 — 排水體積增加之幾何表現，即龍骨至水面距離增加。
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🔄 延伸學習：延伸學習：當船舶從海水進入淡水，密度 (ρ) 下降亦會引發上述體積與吃水的增加。
