Как танкеры держаться на воде

IT News

Last update Вс, 29 Янв 2017 11pm

Почему корабли держатся на воде?

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Корабли, лодки, плоты и другие тела удерживаются на плаву из-за наличия у воды выталкивающих свойств. Как и все остальные жидкости, вода создает направленное вверх давление, которое может поддерживать помещенные в воду твердые предметы.

У кораблей в процесс обеспечения плавучести вовлечено несколько факторов, в том числе форма судна, его прочность и предусмотренные средства для противодействия волнам. В общем случае, корабль будет держаться на воде, если объем воды, который он вытесняет, весит больше, чем сам корабль. У такого корабля направленная вверх сила давления воды на корпус будет преодолевать направленную вниз силу тяжести, которая может считаться приложенной в одной точке, называющейся центром тяжести. Говорят, что корабли сохраняют устойчивость (на языке специалистов — остойчивость), если после накреняющих силовых воздействий таких факторов, как волны или ветер, они могут вернуться на ровный киль. Если корабль неправильно спроектирован или загружен, подобные внешние воздействия могут привести к потере остойчивости и корабль может пойти ко дну.

Закон Архимеда

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Подвешенный на пружинных весах кубик (рисунок под текстом) весит в воде меньше (правая часть рисунка), чем в воздухе (левая часть рисунка). При погружении кубик вытесняет объем воды, вес которого равен уменьшению реса кубика. Связь между объемом погруженного тела и силой, выталкивающей это тело вверх, была впервые описана греческим математиком Архимедом в третьем столетии до нашей эры.

Сила тяжести против выталкивающей силы

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Слабо загруженный корабль имеет небольшую осадку, так как при большем погружении корпуса выталкивающая сила (синяя стрелка) начинает превышать силу тяжести (красная стрелка). Полностью загруженный корабль сидит в воде глубже, вытесняя больший объем воды, чем легкий корабль.

Поддержание равновесия

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Смещение центра тяжести

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Три схематических разреза корабля на рисунке показывают, как загрузка влияет на остойчивость. Полный трюм корабля (ближний разрез) сводит центр тяжести и точку приложения выталкивающей силы (центр плавучести) близко друг к другу, делая корабль остойчивым. Накрененный волнами, такой корабль легко восстанавливает положение равновесия. В корабле с пустым трюмом (средний разрез), центры тяжести и плавучести отстоят друг от друга на большом расстоянии, поэтому корабль неустойчив. Вес заполненных водой балластных резервуаров (дальний разрез) восстанавливает остойчивость корабля.

Устройства для уменьшения качки

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Два резервуара в корпусе (рисунок над текстом) помогают уменьшать бортовую качку. Вес воды, перетекающей из одного резервуара в другой, противодействует боковым ударам волн.

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Носовой резервуар, попеременно заполняющийся водой и опорожняющийся, уменьшает килевую качку корабля в бурных морях.

Источник

Конспект внеклассного занятия для учащихся начальной школы «Почему корабли не тонут?»

Почему корабли не тонут?

Цель: уточнение представления детей о свойствах и связях объектов

Образовательные: выявить с детьми зависимость плавучести предметов от их формы, материала; установить наличие «поддерживающей» силы воды, действующей на предметы, погруженных в жидкость

Развивающие: развивать познавательный интерес, интерес к опытно-экспериментальной деятельности; логическое мышление, умение делать самостоятельно выводы из наблюдений.

Воспитательные: воспитывать самостоятельность, внимательность, умение работать в подгруппах.

Клуб юных исследователей Слайд

Здравствуйте! Рада видеть вас всех в клубе юных исследователей.

Ребята нравится ли вам делать открытия?

Я предлагаю вам стать сегодня настоящими учеными и провести настоящие исследования. Вы будете исследователями, а я вашим старшим научным сотрудником.

Уважаемые коллеги! Сейчас мы с вами определим тему сегодняшнего исследования.

Введение в тему. (Слайд)

Смотрите, какая красивая, голубая наша планета! Почему она имеет такой цвет? И почему её называют «голубая планета»? Голубым цветом изображена вода.

Да. Вода – это все реки, моря и океаны нашей планеты. Они занимают в 2 раза больше места, чем суша. Скажите мне, на чем можно путешествовать по воде?

(На корабле. Теплоходе. Пароходе. Яхте. Лайнере. Лодке. Паруснике.) Слайд

Современные танкеры, которые перевозят нефть, самые большие корабли в мире. Слайд

Почему же такие огромные и тяжелые корабли не тонут? Что позволяет им не только держаться на воде, но и перевозить тяжелые грузы?

Предположения детей, гипотезы. Тема слайд

Предлагаю пройти в наши лаборатории. Главное правило поведения в лаборатории слушать и выполнять наставления старшего научного сотрудника, т. е. меня.

1. Ничего не трогать без разрешения

3. Работать в группе, взаимодействовать с товарищами.

4. Уметь слушать товарища.

Опыт (стол) № 1 Тонет- не тонет (таблица)

Оборудование предметы: деревянные, металлические, пластмассовые, резиновые, пробка, перья; спичечные коробки, фольга, стеклянные шарики, ёмкость для воды.

— У вас есть различные материалы. Каждый из вас должен предположить, что с ним будет, если опустить его в воду – поплывут они или утонут.

Варианты ответов детей.

— У нас нет единого мнения о том, что произойдет с предметом, если его опустить в воду.

Проводим эксперимент. Изучим сами плавающие предметы.

– Какие предметы тонут?

– Одинаково ли держатся на воде?

Все ли плавающие предметы одинаково держатся на воде?

(Нет, не все. Тарелка утонет, если в неё попадёт вода. Картонная коробка утонет, когда намокнет.)

Какое открытие мы сделали в этой лаборатории? предметы из разных материалов ведут себя в воде по – разному.

Не обязательно плавающие предметы должны быть лёгкие.

СТАВИМ ТАБЛИЧКУ (треугольник из бумаги перевернуть) Вес предмета

Вы успешно справились с первым этапом, переходим в лабораторию (столу) № 2

Задача: в результате эксперимента нужно обратить внимание на то, что произойдет, если с помощью прибора подвешенный груз будем опускать в воду?

(Измерение силы выталкивания воды)

— Медленно опускайте груз в воду, длина пружины уменьшится.

Когда груз снова вытаскивают из воды, пружина снова растягивается. Груз становится в воде заметно легче, потому что вода давит на него, но недостаточно, чтобы вытолкнуть его наверх.

Какое открытие мы сделали в этой лаборатории?

Вывод: Со стороны воды на грузило подействовала сила выталкивания, направленная вверх. Поэтому уменьшилась длина пружины, т. е. грузило, погруженное в воду стало легче.

Какое открытие мы сделали? Вода обладает выталкивающей силой.

Эту силу воды первый обнаружил древнегреческий ученый Архимед (287 — 212 до н. э Слайд

СТАВИМ ТАБЛИЧКУ. Выталкивающая сила

Вы успешно справились с этим этапом, переходим в лабораторию № 3

Оборудование: емкость с водой, кусок пластилина, полотенце.

Плавает ли пластилиновый шарик в воде? (Тонет).

Какой вывод можно сделать?

Плавучесть предмета не зависит от размеров, но зависит от формы предмета.

СТАВИМ ТРЕУГОЛЬНИК. Форма

Опыт (стол) № 4 (объём)

Возьмем металлическую пластинку и закрытую металлическую коробочку. Все они сделаны из одного материала. Из какого? (Из металла).

А пластинка какая? Плоская.

А коробочка какая? Объемная.

Давайте проведем с вами опыт. Опускает в воду металлическую пластинку и закрытую металлическую коробочку.

Что мы видим? Пластинка утонула. Коробочка осталась на воде.

Как вы думаете, почему? В коробочке, внутри, есть воздух. А если в предметах есть воздух – то они не тонут.

В банке тоже есть воздух. Только мы его не видим, ведь банка закрыта крышкой. Банка, наполненная воздухом, не тонет. Попробуйте, опустите ее в ванночку с водой. Что с ней произойдет? Она плавает.

Откройте крышку и снова опустите. Плавает она? Нет, она тонет.

Почему? Потому что весь воздух вышел.

(на корабле много отсеков заполненных воздухом.)

Какой вывод можно сделать?

СТАВИМ ТРЕУГОЛЬНИК. (объём)

Чем отличается вода в море и океане от воды в реках и озёрах? (солёная)

Предлагаю провести последний опыт.

Возьмём стакан с чистой водой (неполный, сырое яйцо (картофель) и соль. Поместите в стакан яйцо (картофель, оно опустится на дно. Затем аккуратно подсыпайте в стакан соль и наблюдайте, как яйцо начнет всплывать.

Вывод: Соль помогает воде удерживать предметы.

Итак, коллеги, давайте подведем итог того, что мы сегодня узнали. Подтвердились ли ваши предположения, которые вы сделали в начале исследований? Так почему корабли не тонут?

(Весом, формой и объемом определяется, будет, плавать предмет, или не будет).

Сегодня вы, ребята, побывали в Клубе юных исследователей. Вы хорошо потрудились, разобрались в сложных вопросах и зарекомендовали себя великолепными учеными-исследователями. Я хочу вручить вам за хорошую работу сертификаты исследователей.

Источник

Исследовательская работа в начальной школе на тему «Почему корабли не тонут?»

Выполнили:
Дергилёв Максим,
Гузиёв Игорь
ученики 3 класса

В современных условиях роль проектной и учебной исследовательской деятельности существенно возрастает. Важно не просто передать знания школьнику, а научить его овладевать новым знанием, новыми видами деятельности. Учебное исследование поддерживает мотивационно-смысловую составляющую жизни обучающихся, которая реализуется через самостоятельный познавательный поиск. Учебное проектирование формирует способности к планированию собственной деятельности, построению жизненных планов во временной перспективе. В ходе исследования учащиеся открывают новые знания и пути их открытия, а в ходе проектирования используют эти знания как средство решения практически значимых ситуаций. Проектная работа способствует воспитанию самостоятельности, инициативности, ответственности, повышению мотивации и эффективности учебной деятельности. Таким образом, создание условий для реализации проектной и исследовательской деятельности – задача современной образовательной организации.

Это особенно актуально в процессе перехода на Федеральный государственный образовательный стандарт, отличительной особенностью которого является его деятельностный характер, ставящий главной целью развитие личности школьника. Основы проектной и исследовательской деятельности закладываются в начальной школе. От современной школы требуются особых усилия по формированию комплекса условий для организации проектной и исследовательской деятельности обучающихся (начиная с 1-го класса).

І. Введение

1.1. Обоснование выбора темы работы

1.2. Цели и задачи работы

Цель:выяснить причины, позволяющие кораблям не тонуть и не переворачиваться; можно ли построить дом на воде?

1. Собрать и проанализировать информацию о плавучести тел.

2. Провести опыты, объясняющие условия, при которых тела плавают в воде.

1.3. Построение гипотез, определение методов исследования, составление плана работы

Что, еслипостроить плавучий дом.

ІІ. Основная часть

2.1. Проверка гипотез с использованием научной литературы

Мы летом отдыхали на речке и замечали странную вещь. Когда мы пытались нырнуть и задержаться на дне, то у нас ничего не получалось. Какая –то сила выталкивала тела вверх.Что это за сила?

Мы решили обратиться к литературе.Оказывается, когда-то давно древнегреческий учёный Архимед исследовал проблему плавучести тел и сформулировал закон: на всякое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости.

Мы узнали от учителя физики, что есть тела легче воды, есть тяжелее. Одни тонут, а другие нет.

Предметы могут тонуть или не тонуть в зависимости от того, какова плотность материала, из которого сделан предмет и какова плотность жидкости.

Из энциклопедии мы узнали о том, что корабль имеет продолговатую форму, чем-то напоминающую глубокую тарелку. Палубы на корабле закрывают его как крышки.

Корабли строят так, чтобы они в воде не тонули

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Когда судно идёт без груза, оно высоко сидит в воде.

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Даже полностью гружёное судно не тонет. Потому что его контроль-отметка – грузовая ватерлиния – всегда находится над водой.

Корабли строят так, чтобы они в воде не тонули

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Днище корабля специально делают такой формы, что когда корабль наклоняется вбок, он волей – неволей стремится опять выпрямиться.

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на воде

Палубы на корабле закрывают его нутро как хорошие крышки. Поэтому вода не попадает в него, и даже в самый сильный шторм корабль не становится заметно тяжелее. Конечно, если надежно задраены палубные люки.

2.2. Проверка гипотез экспериментальным путём

Для проверки наших гипотез нами были проделаны следующие опыты.

Предположим,что корабль имеет особенности строения, которые позволяют ему не тонуть.

I. Материал, из которого изготовлен корабль, не даёт ему тонуть.

ТелоВеществоТонетНе тонет
Ложкаметалл+
Контейнерпластмасса+
Брусокдерево+
Бусинастекло+

Вывод:пробковые и деревянные тела вода выталкивает, а металлические и стеклянные – нет.“Плавучесть” корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен.

А корабль сделан из стали. И он плавает.

Гипотеза не подтвердилась!

II. Корабль не тонет, потому что имеет особую форму.

Следующий опыт, который был нами проведён “Предел плавучести”.

Опустим крышку кастрюли на воду сначала в горизонтальном положении, а потом вертикально. В горизонтальном положении крышка не тонет, а в вертикальном сразу идёт ко дну. (Приложение 1)

Вывод:плавучесть предмета зависит от его плотности. Корабль не тонет, так как имеет большой объём.

Ещё один опыт, который подтверждает особенность строения корабля: “Строение”

1. Сделаем из пластилина лодочку и пустим в воду. Лодочка держится на воде.

2. Вытащим лодочку, сомнём в комок и опустим в воду. Комок пластилина опустился на дно. (Приложение 1)

Вывод:плавучесть предмета зависит от его формы. Непотопляемость корабля зависит от его строения.

III. Определённые секреты строения корабля.

Для подтверждения этой гипотезы нами были проведены следующие опыты: 1. “Сила воды”

1. Возьмём крупный фрукт, например, гранат. Привяжем к нему тонкую резиновую нить так, чтобы гранат висел на нити. Затем взвесим его с помощью безмена.

2. Опустим гранат, подвешенный на резинке, в сосуд с водой. (Приложение 1)

Вывод: Вода выталкивает предметы. На корабль, погружённый в воду, действует выталкивающая сила.

1. Наполнили стакан водой и опустили яйцо. Яйцо опустилось на дно.

1. Стали добавлять в воду соль (понемногу) до тех пор, пока яйцо полностью не всплыло. От соли плотность воды увеличилась. (Приложение 1)

Вывод: солёная вода плотнее пресной, поэтому выталкивающая сила воды больше в солёной воде.

“Плавучесть” корабля не зависит от материала, из которого он изготовлен.

Корабли не тонут, потому что на них действует выталкивающая (подъемная) сила по закону Архимеда, направленная вверх и равная весу жидкости, вытесненной кораблем.

Корабль будет находиться на плаву до тех пор, пока его вес будет меньше или равен весу вытесненной им жидкости, что достигается, в том числе, и наличием прослойки воздуха в отсеках корабля.

Выталкивающая (подъемная) сила зависит от плотности жидкости. Следовательно, в море, где вода солёная (с большей плотностью), выталкивающая сила, действующая на корабль больше, чем в реке или озере, где вода пресная.

Корабли специально строят такой формы и такого строения, чтобы они не тонули.

Узнав всё это, мы решили, что можно построить плавучий дом.

Наши эскизы с учётом всех особенностей строения. (Приложение 2)

Заглянув в Интернет, мы нашли фотографии домов на воде (Приложение 2)

ІІІ. Заключение

Мы нашли ответ на свой вопрос “Почему корабли не тонут?”. Первая гипотеза наша не подтвердилась, вторая и третья подтвердились, но мы узнали много нового про кораблестроение, про свойства воды, про закон Архимеда.

Конечно, есть еще много того, что мы не понимаем, например, физические понятия, законы, формулы, но думаем, в старших классах мы сможем разобраться в этих вопросах подробнее.

А сейчасмы сможем рассказать своим друзьям и одноклассникам о своих открытиях.

Источник

Суда из бетона и почему они не тонули

Большинству будет сложно поверить, однако в XIX и XX веке некоторое время пользовались немалой популярностью бетонные суда. Многие наверняка удивится этому факту и спросят, как такое вообще возможно на практике. На самом деле все просто.

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на водеДело в том, что конструкция таких судов ничем не противоречит известным законами физики, более того, бетонные суда (как и любые другие) в полной мере работают в рамках известного закона Архимеда. В итоге судно, созданное из железобетона, вовсе не уходит на дно, как камень, брошенный вводу, а держится на поверхности и, более того, имеет достаточно неплохие динамические характеристики. Такое судно с меньшей вероятностью переворачивается на волнах, однако и идет из-за своей большой массы намного медленнее.

Те, кто все еще сомневаются в том, что судно из бетона способно держаться на плаву, должны задуматься над тем, что, следуя этой логике, абсолютно каждое судно с корпусом из металла должно точно так же стремиться ко дну. Однако этого не происходит. Более того, и те, и другие суда способны брать на борт сотни тонн груза и многочисленных пассажиров. Происходит все это благодаря выталкивающей и подъемной силе, которые равны весу жидкости, вытесняемой частью тела, которая была погружена в воду. Этот закон был открыт Архимедом еще в III веке до нашей эры.

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на водеПервое судно из железобетона появилось в 1849 году благодаря усилиям французского инженера и изобретателя Ламбо. Это была всего небольшая лодка, которая произвела сенсацию на международной морской выставке 1855 года. Творение Ламбо дало импульс к строительству других судов из бетона. Правда, интерес к ним продержался недолго, и уже через несколько лет про инновацию забыли.

Вернулись в Европе к бетону в судостроении только в годы Первой мировой войны, когда конфликтующие страны нуждались в огромном количестве кораблей, но при этом испытывали острую нехватку высококачественной стали. К 1919 году было построено более 1 тыс. судов с использованием такой технологии. Больше всего их было создано в Италии, Германии, Норвегии, Франции, Дании и Швеции. Некоторое количество судов из железобетона было спущено на воду в США и даже Китае.

Снова к строительству судов из бетона вернулись уже после Второй мировой войны. Пик пришелся на 1946-1948 годы. На сей раз больше всего «каменных» судов построили в СССР и послевоенной Германии. В годы войны в США было создано около трех десятков подобных плавательных средств, однако впоследствии о них снова забыли. Использовались суда вплоть до начала XXI века. Некоторые из них на ходу и сегодня. Бетон в настоящее время применяют при строительстве плавучих нефтехранилищ и буровых платформ. В 1975 году был создан железобетонный танкер для хранения сжиженного газа, имеющий грузоподъёмность 60 тыс. тонн. Это судно до сих пор эксплуатируется в Яванском море. В современном мире есть энтузиасты, которые делают яхты из этого нестандартного для судостроения материала. Несколько таких судов есть в киевском яхт-клубе.

Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на водеПожалуй, самое знаменитое бетонное судно – это «Atlаntus». Его длина составляла 77 м, вес – 2,5 тыс. тонн. Оно было построено Liberty Ship Building Company в штате Джорджия и спущено на воду 5 декабря 1918 года. Судно было вторым в мире по счету бетонным судном, построенным во время подготовки к Первой мировой войне. Война, правда, закончилась за месяц до сдачи, но «Atlаntus» использовался для перевозки американских солдат из Европы домой, а также для транспортировки угля в Новую Англию. В 1920 году судно было списано и оставлено в порту Вирджиния.

В 1926 году «Atlаntus» приобрел полковник Джесси Розенфельд. Он собирался построить док для всех бетонных судов, дабы в случае опасности иметь возможность быстро их мобилизовать. В марте 1926 года восстановленный «Atlаntus» начали буксировать к мысу Кейп-Мей в США. Однако 8 июня налетел шторм, и судно потерпело крушение всего в 150 метрах от берега Сансет-Бич. Были попытки поднять судно для ремонта, однако они не увенчались успехом. С того времени «Atlаntus» стал туристической достопримечательностью. В конце 50-х судно раскололось на две части. В настоящее время «Atlаntus» продолжает оставаться в 150 метрах от пляжной линии.

Источник

Плавучесть

Почему одни вещества тонут в воде, а другие нет? И почему есть так мало веществ, способных плавать в воздухе (т. е. летать, см. статью «Полёт«)? Понимание законов плавучести (и погружения) позволяет инженерам строить корабли из металлов, которые тяжелее воды, и конструировать дирижабли и воздушные шары, способные плавать в воздухе. В спасательный жилет накачивают воздух, поэтому он помогает человеку держаться на воде.

Почему предметы плавают

Если погрузить тело в воду, оно вытеснит некоторое количество воды. Тело занимает место, где раньше была вода, и уровень поды поднимается. Как танкеры держаться на воде. Смотреть фото Как танкеры держаться на воде. Смотреть картинку Как танкеры держаться на воде. Картинка про Как танкеры держаться на воде. Фото Как танкеры держаться на водеЕсли верить легенде, древнегреческий ученый Архимед (287 — 212 до н.э.), находясь в ванне, догадался, что по­груженное тело вытесняет равный объем воды. На средневековой гравюре изображен Архимед, совершивший свое открытие. Сила, с которой вода выталкивает погруженное и нее тело, называется силой выталкивания. Когда она равна весу тела, тело плавает и не тонет. Тогда вес тела равен весу вытесненной им воды. Пластмассовый утёнок очень лёгкий, поэтому достаточно небольшой силы выталкивания, чтобы удержать его на поверхности. Сила, направленная вниз (вес тела) за­висит от плотности тела. Плотность представляет собой отношение массы тела к его объему. Стальной шар тяжелее яблока того же размера, так как он плотнее. Частицы вещества в шаре упакованы более плотно. Яблоко может плавать в воде, но стальной шар тонет.

Чтобы тело не тонуло, его плотность должна быть меньше плотности воды. В противном случае силы выталкивания воды недостаточно, чтобы удержать тело на поверхности. Относительной плотностью тела называется его плотность по от­ношению к плотности воды. Относительная плотность воды равна единице, значит, если относительная плотность тела больше 1, оно утонет, а если меньше — будет плавать.

Закон Архимеда

Закон Архимеда гласит, что сила выталкивания равна весу жидкости, вытесненной погруженным в неё телом. Если сила вытал­кивания меньше веса тела, то оно тонет, если она равна весу тела, оно плавает.

Как плавают корабли

В наши дни корабли делают из стали, ко­торая в 8 раз плотнее воды. Не тонут же корабли потому, что их общая плотность меньше плотности воды. Корабль — это не цельный кусок стали (подробнее о стали в статье «Железо, сталь и прочие металлы«). В нем множества полостей, поэтому его вес распределяется по большому пространству, что и приводит к небольшой общей плотности. «Морской гигант» — одно из самых больших судов мира – весит 564 733 тонны. Благодаря большим размерам выталкивающая сила для него очень велика.

Если хотите увидеть, как действует сила выталкивания, бросьте в сосуд с водой глиняный шарик. Он утонет, и уровень воды поднимется. Отметьте фломастером новый уровень воды. Теперь слепите из этой же глина лодочку и осторожно опустите её на воду. Как видите, вода поднялась ещё выше. Лодочка вытесняет больше воды, чем шарик, а значит, и сила выталкивания больше.

Грузовые марки

Грузовые марки — это линии, начерченные на борту судна. Они показывают, сколько груза судно может выдержать тех или иных условиях. Так, поскольку холодная вода плотнее теплой, она выталкивает судно сильнее. Значит, судно может взять па борт больше груза. Солёная вода плотнее пресной, следовательно, в пресной воде судно следует меньше нагружать. Изобрел грузовые марки Сэмюэл Плимсолл (1824-1898). Когда судно погружается в воду до соответствующей линии (см. рис.), оно считается полностью нагруженным. Значение буквенных символов: TF – пресная вода тропики, SF – пресная вода летом, T – солёная вода тропики, S – солёная вода летом, W – солёная вода зимой, WNA – Сев. Атлантика зимой.

Воздухоплавание

Тела могут летать по тем же причинам, по каким они плавают в воде. На них действу­ет сила выталкивания воздуха. Плотность воздуха так мала, что в нем могут плавать очень немногие тела. Это, на­пример, баллоны с горячим воздухом, который менее плотен, чем холодный. Воздушные шары можно также наполнить гелием или другими газами, которые легче воз­духа.

Суда и лодки

Когда-то лодки и суда плавали, повинуясь силе ветра или мускульной силе человека. Создание двигателя позволило кораблестроителям использовать винты, толкающие судно сквозь толщу воды. В последнее время появились суда на подводных крыльях. «Великобритания» (построен в 1843 году) – первый железный корабль с гребным винтом. Его приводил в движение паровой двигатель. Корабль был также оснащён парусами. Контейнеровозы перевозят грузы в больших металлических ящиках. Их можно быстро погрузить на судно и сгрузить обратно при помощи кранов. Одно судно может принять на борт до 2000 контейнеров. Танкеры перевозят нефть и про чие жидкости в баках, расположенных в трюмах. Некоторые танкеры в 20 раз длиннее теннисного корта.

Подводные лодки

Подводные лодки погружаются и всплывают, изменяя свою относительную плотность. У них на борту есть большие контейнеры – балластные резервуары. Когда из них уходит воздух и внутрь закачивается вода, плотность лодки увеличивается и она погружается. Чтобы всплыть на поверхность, экипаж удаляет из резервуаров воду и накачивает туда воздух. Плотность вновь уменьшается и лодка всплывает. Балластные резервуары помещаются между внешним корпусом и стенками внутреннего отсека. Экипаж живёт и работает во внутреннем отсеке. Подводная лодка оснащена мощными винтами, которые позволяют ей двигаться сквозь толщу воды. На некоторых лодках установлены атомные реакторы (см. статью «Ядерная энергия и радиоактивность«).

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *