Miksi laiva ei uppoa: fysiikka toiminnassa

Sisällysluettelo:

Miksi laiva ei uppoa: fysiikka toiminnassa
Miksi laiva ei uppoa: fysiikka toiminnassa

Video: Miksi laiva ei uppoa: fysiikka toiminnassa

Video: Miksi laiva ei uppoa: fysiikka toiminnassa
Video: Rivitaloasunnon remontti alkaa tarkistusmittauksella ja sähkärin vierailulla @KRANTTUTANTTU 2024, Marraskuu
Anonim

Oletko koskaan miettinyt, miksi laiva ei uppoa? Jos rakennat puulautan, se voi turvallisesti kellua vedessä. Mutta jos teet sen metallista tai kivestä, se uppoaa pohjaan. Tätä ilmiötä ei ole vaikea selittää. Loppujen lopuksi kiven tai metallin tiheys eroaa puun tiheydestä. He puhuvat siitä fysiikan tunneilla. Tosiasia on, että puun tiheys on paljon pienempi kuin metallin tiheys. Samaan aikaan veden kelluvan voiman indikaattori on paljon suurempi kuin lautalle vaikuttavan painovoiman indikaattori. Metallin kanssa asiat ovat hieman toisin. Sen tiheys on tarpeeksi korkea, jotta kelluva voima ei pysty voittamaan painovoimaa. Tämän seurauksena lautta uppoaa. Mutta miksi laiva ei uppoa nyt, kun ne on tehty metallista?

miksi laiva ei uppoa
miksi laiva ei uppoa

Jos tuppaa puun

Vanhoina aikoina laivoja rakennettiin vain puusta. Mutta kaikki muuttuu. Nyt laivat rakennetaan luotettavammasta ja kestävämmästä materiaalista - metallista. Mutta miksi laiva ei uppoa? Tuleeko hän raskaammaksi? Mikä on syy? Ehkä sisällä on enemmän puuta kuin metallia?

Jos otat puun ja päällystät sen erittäin ohuella metallilevyllä, rakenne ei uppoa. Tämä ilmiö voidaan selittäämuutaman laskelman jälkeen. Joten rakenteen keskimääräinen tiheys on pienempi kuin veden tiheys. Tässä ovat yksinkertaiset numerot. Jos otamme 100 kilogramman puumassan, jonka tiheys on 600 kilogrammaa kuutiometriä kohti, ja metallivaippaa, joka painaa 20 kilogrammaa ja tiheys 7800 kilogrammaa kuutiometriä kohti, aluksen kokonaispaino on vain 120 kilogrammaa, ja tilavuus on 0,168 kuutiometriä. On vielä löydettävä rakenteen keskimääräinen tiheys. Tätä varten sinun on jaettava massa tilavuudella. Tuloksena on noin 714 kiloa kuutiometriltä. Tämä indikaattori on pienempi kuin veden indikaattori. Tämä viittaa siihen, että metallilevyllä esipäällystetty puuastia ei uppoa. Onhan veden tiheys 1000 kiloa kuutiometrissä.

laivan suunnittelu
laivan suunnittelu

Modernit mallit

Aluksen suunnittelu on melko yksinkertainen. Puuta ei voi päällystää metallilla. Riittää, että rakenteen sisään jätetään tyhjä ontelo, johon vesi ei pääse sisään. Tämä ilmaisu on tietysti hieman väärä. Ontelo täytetään ilmalla. Loppujen lopuksi tämän aineseoksen tiheys on vain 1,29 kilogrammaa kuutiometrissä.

Siksi alus ei uppo, kun se on syvällä. Itse asiassa rakenteen sisällä on suuria onteloita, jotka on täytetty ilmalla. Tästä johtuen koko laivan tiheys on paljon pienempi kuin veden tiheys. Tämän seurauksena nostevoima pitää rakenteen pinnalla.

Miksi vesi ei pääse laivan sisään

Tietenkin, jos onteloon pääsee vettä, alus väistämättä uppoaa. Tämän estämiseksi tehdään väliseinät siihen rakenteen osaan, joka sijaitsee veden alla. Tämän seurauksena muodostuu osastoja. Samalla ne suljetaan. Tästä johtuen yhteen osastoon joutunut vesi ei pääse toiseen. Jos runkoon ilmestyy reikä, alus ei mene pohjaan. Ainoastaan osasto, johon vesi tulee, tulvii. Loput pysyvät täynnä ilmaa.

v altamerilaiva
v altamerilaiva

Kuinka tavarat kuljetetaan

Aluksella on yleensä painoa. Ja se on yhtä suuri kuin veden massa, jonka tilavuus alus käyttää meressä. Tietenkin v altamerilaiva tuskin purjehtii tyhjänä. Yleensä laivan avulla ei kuljeteta vain ihmisiä, vaan myös suuria kuormia. Tyhjä laiva painaa paljon vähemmän. Tämä tarkoittaa, että se ei uppoa syvälle veteen. Jos laiva on lastattu, se uppoaa enemmän. Mutta miksi laiva ei uppoa suurellakaan kuormalla?

Yleensä aluksen runkoon piirretään viiva - vesiviiva. Alus ei saa upota tämän osoittimen alapuolelle. Muuten se ylikuormitetaan ja mikä tahansa suuri a alto voi tulvii rakenteen.

Suositeltava: