Если вы построите деревянный плот, то сможете плыть на нем. Если же вы построите плот из железа или какого-нибудь другого металла, то он пойдет ко дну. Причина того, что деревянный плот не тонет, а железный тонет, кроется в разной плотности дерева и железа. Дерево менее плотный материал, чем вода, поэтому выталкивающая сила воды больше силы тяжести, действующей на деревянный плот (или больше его веса). Железо плотнее воды, и ее выталкивающая сила не способна преодолеть вес железного плота.
В прежние времена корабли и лодки строили в основном из дерева. Сейчас же они преимущественно сделаны из металлов. В чем же фокус? Почему корабли не тонут? Может быть внутри корабля много дерева, и оно «побеждает» железо?
Конечно, если взять большую доску и обшить ее сверху тонким листом металла, то вся конструкция не потонет. Ведь ее средняя плотность окажется меньше плотности воды. Если, например, плотность дерева равна 600 кг/м 3 , и доска имеет массу 100 кг, а железная обшивка имеет плотность 7800 кг/м 3 и массу 10 кг. То общая масса составит 120 кг, а общий объем 100 / 600 + 10 / 7800 ≈ 0,1667 + 0,0013 = 0,168 (м 3 ). Отсюда находим среднюю плотность конструкции 120/0,168 ≈ 714 (кг/м 3 ). Это меньше плотности воды (1000 кг/м 3 ), значит, конструкция будет плавать.
Почему корабли из дерева тонут, если дерево в воде не тонет?
Однако, на самом деле все еще проще. Зачем обшивать дерево? Можно просто оставить внутри пустую полость и сделать так, чтобы туда не попадала вода. Точнее не пустую, а заполненную воздухом. Плотность воздуха всего 1,29 кг/м 3 .
Именно поэтому корабли, сделанные из металлов, плавают. Внутри них существуют большие полости, заполненные воздухом. В результате этого средняя плотность корабля меньше плотности воды, и выталкивающая сила удерживает корабль на плаву.
Если в полости корабля попадет вода, то он конечно же затонет. Чтобы возможность затопления свести на минимум, в подводной части корабля строят перегородки. В результате получаются отсеки, в которых вода из одного не может попасть в другой. Если корабль получит пробоину, то затопится только отсек в месте пробоины. Остальные останутся заполненными воздухом и будут удерживать корабль на плаву.
В любом случае корабль имеет вес. Этот вес равен весу воды, объем которой корабль «занимает» собой в море.
Как известно, корабли плавают не просто так, а перевозят различные грузы и людей. Пустой корабль весит меньше, а значит меньше будет «осаживаться» в море. Если его нагрузить, то корабль осядет в воду глубже. При чрезмерной нагрузке, корабль может вообще уйти под воду и утонуть.
Поэтому на корпусе судов отмечают специальную линию (ватерлинию). Судно не должно погружаться в воду так, чтобы эта линия оказалась под водой. Иначе любая сильная волна, плеснув воду на корму, может легко затопить корабль.
С другой стороны, пустое судно не должно быть слишком легким. Иначе его подводная часть будет слишком маленькой по отношению к надводной. В таком случае волны и ветер могут опрокинуть корабль.
Лодка КОТОРАЯ НЕ ТОНЕТ! SWIMMER 370 XL полный обзор и тест на воде. Полипропилен во благо?
Корабль, загруженный по ватерлинию, вытесняет самый большой объем воды. Вес этой воды называется водоизмещением конкретного судна. Грузоподъемность судна — это разность между водоизмещением и весом пустого судна; или, проще говоря, разность между загруженным кораблем, когда он имеет осадку по ватерлинию, и весом судна без груза.
Источник: scienceland.info
Почему лодка не тонет
Правителя можно сравнить с лодкой, а народ — с водой:
вода может нести лодку, а может её и опрокинуть.
Лодкой называют небольшое судно длиной до 9-ти метров, шириной до 3-х метров и грузоподъёмностью до 5-ти тонн. Это один из простейших видов водного транспорта. С древнейших времен с её помощью люди добывали пищу, путешествовали, воевали. Почему лодка не тонет в воде?
На плаву все плавательные средства удерживает физический закон, открытый много столетий назад Архимедом. Если предмет легче воды такого же объёма, то он будет держаться на её поверхности. Если их вес равен, предмет уйдёт под воду, но на дно не опустится. А в случае, если он окажется тяжелее воды, то мигом погрузится на дно.
Теперь если вернуться к лодкам, то для их производства всегда использовались материалы более лёгкие, чем вода. Основными составляющими для изготовления лодок служат древесина, лёгкие сплавы, полимеры, пластик, а для надувных лодок — резина. Кроме того, внутри лодка полая. Именно эта полость и удерживает её на плаву, даже в гружёном состоянии.
Однако всегда нужно помнить, что у каждого плавательного средства есть свой предел грузоподъёмности. Если лодку перегрузить и её вес сравняется с весом воды, она начнёт тонуть.
This entry was posted in Естествознание. Bookmark the permalink.
Источник: glazastik.com
Почему подводные лодки не тонут?
За счет чего они держаться на определенной глубине ?
И могут ли они держаться и не тонуть в воде с выключенными двигателями ?
комментировать
в избранное
charl e [14.8K]
9 лет назад
Почему подводные лодки не тонут…
Как ни печально, но подводные лодки тонут… как любые корабли (суда) потерявшие из-за повреждений запас плавучести.
Ну а пока подводная лодка находится в исправном состоянии она, в отличие от надводного судна, сохраняет способность маневрировать по глубине.
Для того чтобы понять, почему так происходит нужно вспомнить закон, достаточно известного дедушки, который жил в славном городе Сиракузы.
На подводную лодку, в подводном положении, как и на любое тело, погруженное в воду, действуют две главные силы – сила тяжести и выталкивающая сила. Измеряются они в тонна-силах.
Сила тяжести — сила, с которой подводная лодка (все её элементы и погруженные в неё грузы) притягивается к Земле. Точка приложения силы тяжести — центр масс, который называется центром тяжести и обозначается буквой G.
Выталкивающая сила — равнодействующая сил гидростатического давления воды, которые перпендикулярны к наружной поверхности корпуса лодки, и соответствуют глубине погружения Н. Горизонтальные составляющие сил гидростатического давления компенсируются. Вертикальные составляющие отличаются на величину вертикального размера корпуса и представляют собой выталкивающую силу D. Эта сила всегда направлена вверх и приложена в точке, которая называется центром величины С.
Для того чтобы подводная лодка в подводном положении всплывала или погружалась, необходимо обеспечить некоторую разность абсолютных величин выталкивающей силы и силы тяжести. Если больше сила тяжести – лодка погружается, если больше выталкивающая сила – лодка всплывает. Обеспечение равенства силы тяжести и выталкивающей силы называется дифферентовкой.
Осуществляется этот процесс системой, которая перекачивает воду по дифферентным и уравнительным цистернам. Система по производительности достаточно мощная и используется на ходу. При остановленных главных двигателях равенство сил обеспечивается системой стабилизации глубины без хода. Эта система автоматически набирает или откачивает воду в специальную цистерну из-за борта.
Источник: www.bolshoyvopros.ru