Miért nem süllyed el a hajó: a fizika működésben

Tartalomjegyzék:

Miért nem süllyed el a hajó: a fizika működésben
Miért nem süllyed el a hajó: a fizika működésben

Videó: Miért nem süllyed el a hajó: a fizika működésben

Videó: Miért nem süllyed el a hajó: a fizika működésben
Videó: Public Private Partnerships Simplified PPP | 7 Reasons Why Government Privatize Services | The Truth 2024, November
Anonim

Elgondolkozott már azon, hogy miért nem süllyed el egy hajó? Ha fából tutajt építesz, akkor az nyugodtan lebeghet a vízen. De ha fémből vagy kőből készíted, akkor lesüllyed az aljára. Ezt a jelenséget nem nehéz megmagyarázni. Végül is a kő vagy a fém sűrűsége eltér a fa sűrűségétől. Fizika órákon beszélnek róla. Az a tény, hogy a fa sűrűsége sokkal kisebb, mint a fém sűrűsége. Ugyanakkor a víz felhajtóerejének mutatója sokkal magasabb, mint a tutajon ható gravitációs erő mutatója. A fémekkel a dolgok egy kicsit másképp mennek. Sűrűsége elég nagy ahhoz, hogy a felhajtóerő ne tudja legyőzni a gravitációs erőt. Ennek eredményeként a tutaj elsüllyed. De miért nem süllyed el a hajó most, ha fémből vannak?

miért nem süllyed el a hajó
miért nem süllyed el a hajó

Ha beburkoljuk a fát

Régebben a hajókat csak fából építették. De minden változik. Most a hajókat megbízhatóbb és tartósabb anyagból - fémből - építik. De miért nem süllyed el a hajó? Elnehezül? Mi az ok? Lehet, hogy több fa van benne, mint fém?

Ha veszünk egy fát és nagyon vékony fémlemezzel burkoljuk be, a szerkezet nem süllyed. Ez a jelenség megmagyarázhatónémi számítás után. Tehát a szerkezet átlagos sűrűsége kisebb lesz, mint a víz sűrűsége. Itt vannak az egyszerű számok. Ha 100 kilogramm tömegű, 600 kilogramm per köbméter sűrűségű fát és 20 kilogramm súlyú és 7800 kilogramm sűrűségű fémburkolatot veszünk köbméterenként, akkor az edény össztömege csak 120 kilogramm lesz, a térfogata pedig 0,168 köbméter lesz. Meg kell találni a szerkezet átlagos sűrűségét. Ehhez el kell osztania a tömeget a térfogattal. Az eredmény körülbelül 714 kilogramm köbméterenként. Ez a mutató kisebb, mint a vízé. Ez azt sugallja, hogy a fémlemezzel előzetesen bevont faedény nem süllyed el. Végül is a víz sűrűsége 1000 kilogramm köbméterenként.

hajó tervezése
hajó tervezése

Modern dizájn

A hajó kialakítása meglehetősen egyszerű. A fát nem lehet fémmel bevonni. Elegendő egy üres üreget hagyni a szerkezeten belül, amelybe a víz nem jut be. Természetesen ez a kifejezés kissé hibás. Az üreg megtelik levegővel. Végül is ennek az anyagkeveréknek a sűrűsége mindössze 1,29 kilogramm köbméterenként.

Ezért nem süllyed el egy hajó, ha mélyen van. Valójában a szerkezet belsejében nagy üregek vannak, amelyek levegővel vannak feltöltve. Emiatt az egész hajó sűrűsége sokkal kisebb, mint a víz sűrűsége. Ennek eredményeként a felhajtóerő a felszínen tartja a szerkezetet.

Miért nem jut a víz a hajó belsejébe

Természetesen, ha víz kerül az üregbe, a hajó elkerülhetetlenül elsüllyed. Ennek elkerülése érdekében válaszfalakat készítenek a szerkezet víz alatti részében. Ennek eredményeként rekeszek képződnek. Ezzel egyidejűleg le is zárják. Emiatt az egyik rekeszbe kerülő víz nem juthat be a másodikba. Ha lyuk jelenik meg a hajótestben, akkor a hajó nem megy le az aljára. Csak azt a rekeszt fogja elönteni, ahová a víz belép. A többi levegővel töltve marad.

óceáni hajó
óceáni hajó

Az áruszállítás módja

Egy hajónak általában van súlya. És egyenlő a víz tömegével, amelynek térfogatát a hajó a tengerben elfoglalja. Természetesen egy óceánjáró nem valószínű, hogy üresen hajózik. Általában egy hajó segítségével nem csak embereket szállítanak, hanem nagy rakományokat is. Egy üres hajó sokkal kevesebbet nyom. Ez azt jelenti, hogy nem süllyed mélyen a vízben. Ha a hajó meg van rakva, jobban elsüllyed. De miért nem süllyed el a hajó még nagy rakomány esetén sem?

Általában egy vonalat húznak a hajó testére – a vízvonalat. A hajó nem merülhet el e mutató alatt. Ellenkező esetben túlterhelődik, és bármilyen nagy hullám eláraszthatja a szerkezetet.

Ajánlott: