شگفت آور به نظر می رسد که کشتی های عظیم اقیانوس همچنان در آب شناور هستند و غرق نمی شوند. اگر یک قطعه فلز جامد برداشته و درون آب قرار دهید ، بلافاصله فرو می رود. اما آسترهای مدرن نیز از فلز ساخته شده اند. چگونه می توانید شناوری خوب آنها را توضیح دهید؟ این واقعیت که بدنه فلزی کشتی قادر به ماندن در سطح آب است توسط قوانین فیزیک توضیح داده شده است.
چرا کشتی غرق نمی شود
توانایی ماندن در سطح آب نه تنها برای کشتی ها ، بلکه برای برخی از حیوانات نیز مشخص است. حداقل یک آبگرمکن بردارید. این حشره از خانواده Hemiptera در سطح آب احساس اعتماد به نفس می کند و با حرکات کشویی در امتداد آن حرکت می کند. این شناوری به این دلیل حاصل می شود که نوک پایه های دستگاه آب کش با موهای سخت پوشانده شده است که توسط آب خیس نمی شوند.
دانشمندان و مخترعان امیدوارند که در آینده ، انسان ها بتوانند وسیله ای را ایجاد کنند که بر اساس اصل یک آب تیزکن روی آب حرکت کند.
اما اصول بیونیک در کشتی های سنتی صدق نمی کند. هر کودکی که با اصول فیزیک آشنا باشد می تواند شناوری کشتی ساخته شده از قطعات فلزی را توضیح دهد. همانطور که قانون ارشمیدس می گوید ، یک نیروی شناوری شروع به کار بر روی جسمی می کند که در مایع غوطه ور است. مقدار آن برابر با وزن آب جابجا شده توسط بدن در هنگام غوطه وری است. اگر نیروی ارشمیدس بیشتر یا برابر با وزن بدن باشد ، بدن نمی تواند غرق شود. به همین دلیل ، کشتی شناور است.
هرچه حجم بدن بیشتر باشد آب بیشتری جابجا می شود. یک توپ آهنی که در آب افتاده فوراً غرق خواهد شد. اما اگر آن را به حالت یک ورق نازک در آورید و یک توپ را از داخل آن توخالی کنید ، پس چنین ساختار حجمی روی آب باقی می ماند ، فقط کمی در آن غوطه ور است.
ظروف با پوست فلزی به گونه ای ساخته می شوند که هنگام غوطه وری ، بدنه مقدار بسیار زیادی آب را جابجا می کند. در داخل بدنه کشتی بسیاری از مناطق خالی وجود دارد که با هوا پر شده اند. بنابراین ، تراكم متوسط رگ بسیار كمتر از چگالی مایع است.
چگونه قایق را شناور نگه داریم؟
کشتی به شرطی که پوست سالم و سالم نماند ، در آب شناور است. اما سرنوشت کشتی در صورت سوراخ شدن به خطر خواهد افتاد. آب از سوراخ موجود در پوست داخل رگ شروع به جریان می کند و حفره های داخلی آن را پر می کند. و سپس کشتی ممکن است به خوبی غرق شود.
برای حفظ شناوری شناور هنگام دریافت سوراخ ، فضای داخلی آن توسط پارتیشن ها تقسیم شد. سپس یک سوراخ کوچک در یکی از محفظه ها بقای کلی کشتی را تهدید نمی کند. با کمک پمپ ها آب از محفظه ای که غرق شده بود خارج شد و آنها سعی کردند سوراخ را ببندند.
بدتر اینکه اگر چند محفظه به طور هم زمان آسیب ببینند. در این حالت کشتی می تواند به دلیل از دست دادن تعادل غرق شود.
در آغاز قرن بیستم ، پروفسور کریلوف پیشنهاد کرد که عمداً در محفظه هایی که در بخشی از کشتی قرار دارد و در مقابل حفره های غرق شده قرار دارد ، آب گرفتگی شود. در همان زمان ، کشتی تا حدودی در آب نشست ، اما در موقعیت افقی باقی ماند و در نتیجه واژگون شدن ، نتوانست غرق شود.
پیشنهاد مهندس دریایی به قدری غیرمعمول بود که مدتها مورد بی توجهی قرار گرفت. تنها پس از شکست ناوگان روسی در جنگ با ژاپن ایده وی پذیرفته شد.
