Почему не тонут железные корабли

Почему корабль не тонет? Простое объяснение непростого вопроса

В настоящее время кораблестроение хорошо развито. Громадные стальные и железные суда бороздят просторы океана. Однако у многих возникает вопрос: почему корабль не тонет? Ведь его масса огромна, и он должен утонуть сразу же, как только окажется на воде.

Почему корабль не тонет? Физика в кораблестроении

Для того чтобы объяснить такое интересное явление, необходимо обратиться к закону великого ученого Архимеда. Закон звучит следующим образом: жидкость выталкивает любые тела с такой силой, которая равняется весу жидкости в объеме погруженной в нее части тела. Если говорить более простыми словами, то звучит это примерно так: чем больше площадь корабля, тем тяжелее он может быть и при этом не утонуть. А значит, большая площадь позволяет использовать такие тяжелые материалы, как сталь или железобетон, которыми и пользовались США для кораблестроения в начале 20-го века.

К тому же большая площадь дает возможность нагружать судно грузом. Плавучесть корабля поддерживается объемом воздуха, который заключен в объем всего судна. Стоит отметить, что воздух в 825 раз легче, чем вода. Это же и является ответом на вопрос, почему корабль не тонет. Ведь именно из-за образования так называемой воздушной подушки и при использовании закона Архимеда удается строить стальные судна, которые не уходят под воду.

Почему корабль не тонет? Инженерная часть

Кроме закона Архимеда и принципа воздушной подушки, инженеры кораблестроения используют еще кое-что. Это называется принцип рычага. Он обеспечивает плавучесть судна, а также его способностью сопротивляться ветру и волнам. Проектирование корабля можно рассмотреть на обычном тазике, плавающем в ванной. Если оставить предмет в небольшом объеме воды, то плавать он будет постоянно, а вот если перенести его в речку и пустить по воде, то через определенный период тазик наполнится жидкостью из-за ветра и волн и, естественно, утонет.

Этот же принцип сработает и на громадном стальном корабле, если он будет характеризоваться малой остойчивостью. Ею называют способность корабля сохранять устойчивую позицию на воде. Зависимость этого показателя происходит от того места, в котором расположен центр тяжести судна. Чем выше поднимается этот центр, тем легче будет ветру и волнам перевернуть судно.

Читать еще:  Как увеличить скорость работы сайта

Это говорит о том, что остойчивость малая. Именно по этой причине все современные судна строятся с расчетом на то, что все тяжелые части вроде ходовых двигателей и т. д. располагаются в нижней части судна. Строительство кораблей также проходит с небольшим нюансом. Чтобы увеличить остойчивость и уменьшить риск потопления судна, конструкторы оборудуют дно корабля специальными свинцовыми накладками, которые исполняют роль утяжелителей.

Правила морехода

В настоящее время довольно распространенно использование компьютерных программ при погрузке продукции на судно. Программа берет на себя расчеты размещения груза. Основное правило, которому следует компьютер, — это сохранение плавучих качеств корабля. То есть погрузка должна осуществляться равномерно, чтобы не перегрузить один из бортов, что сместит центр тяжести и потопит судно.

На корабле есть ответственный за погрузку человек. Чаще всего это старший помощник капитана. Распределение веса на судне должно идти таким образом, чтобы наиболее тяжелые грузы размещались в трюме, а более легкие — на палубе корабля. Еще одним из важнейших правил является закрытие отсеков во время пробития борта корабля. При нормальном состоянии каждый из отсеков открыт, однако в случае пробоя, отделение герметизируется закрытием двери. Проектирование корабля осуществляется таким образом, чтобы не создавать слишком большие отсеки, а разбивать все пространство на несколько мелких.

Управление судном

Если более полно отвечать на вопрос, почему корабль не тонет, то стоит отметить, что важным фактором является и профессиональное управление судном. Одно из основных правил управления им заключается в том, что нельзя поворачивать судно «лагом к волне». Это правило касается экстренных ситуаций, к примеру попадания в шторм. Лаг — это бок. Другими словами, нельзя разворачивать корабль боком, иначе вероятность того, что сильная волна его опрокинет, очень велика. Важно понимать, что единственное, что удерживает судно на воде, — это остойчивость и плавучесть, а потому все правила управления, погрузки и т. д. выполнять строго обязательно.

Почему корабли не тонут

  • Почему корабли не тонут
  • На какой глубине находятся затонувшие корабли
  • Как водомерки удерживаются на воде

Почему не тонет корабль

Способность держаться на поверхности воды свойственна не только кораблям, но и некоторым животным. Взять хотя бы водомерку. Это насекомое из семейства полужесткокрылых уверенно чувствует себя на водной глади, перемещаясь по ней скользящими движениями. Такая плавучесть достигается благодаря тому, что кончики лапок водомерки покрывают жесткие волоски, которые не смачиваются водой. Ученые и изобретатели надеются, что в будущем человек сможет создать транспортное средство, которое будет передвигаться по воде по принципу водомерки.

Читать еще:  Может ли идти кровь при беременности

Но в отношении традиционных судов принципы бионики не действуют. Объяснить плавучесть корабля, сделанного из металлических деталей, сможет любой ребенок, знакомый с основами физики. Как гласит закон Архимеда, на тело, которое погружается в жидкость, начинает действовать выталкивающая сила. Ее величина равна весу воды, вытесняемой телом при погружении. Тело не сможет утонуть, если сила Архимеда превышает вес тела или равна ему. По этой причине корабль остается на плаву.

Чем больше объем тела, тем больше воды он вытесняет. Железный шар, опущенный в воду, тут же утонет. Но если его раскатать до состояния тонкого листа и сделать из него полый внутри шар, то такая объемная конструкция будет держаться на воде, лишь слегка в нее погрузившись.

Суда с металлической обшивкой строят таким образом, чтобы в момент погружения корпус вытеснял очень большое количество воды. Внутри корабельного корпуса имеется множество пустых областей, заполненных воздухом. Поэтому средняя плотность судна оказывается значительно меньше, чем плотность жидкости.

Как сохранить плавучесть судна?

Корабль держится на плаву, пока его обшивка исправна и не имеет повреждений. Но судьба судна окажется под угрозой, стоит ему получить пробоину. Сквозь прореху в обшивке внутрь судна начинает поступать вода, заполняя его внутренние полости. И тогда корабль вполне может затонуть.

Чтобы сохранить плавучесть судна при получении пробоины, его внутреннее пространство стали разделять перегородками. Тогда небольшая пробоина в одном из отсеков не угрожала общей живучести судна. Из отсека, который подвергался затоплению, с помощью насосов откачивали воду, а пробоину старались заделывать. Хуже, если повреждалось сразу несколько отсеков. В этом случае судно могло утонуть из-за потери равновесия.

В начале XX века профессор Крылов предложил умышленно затапливать отсеки, расположенные в части судна, которая противоположна тем полостям, что подверглись затоплению. Корабль при этом несколько осаживался в воду, но оставался в горизонтальном положении и не мог утонуть в результате переворачивания.

Предложение морского инженера было столь необычным, что на него долгое время не обращали внимания. Только после поражения российского флота в войне с Японией его идею взяли на вооружение.

Почему корабль тяжелый, но не тонет

В древности, корабли как мы знаем делали из дерева, да и не в такой уж хотя и древности. Строить тяжелые металлические корабли стали всего пару столетий назад. В эпоху деревянного флота, ответить на вопрос почему корабль не тонет, не составляло особого труда. Каждый ребенок знает, что дерево обладает определенным запасом плавучести. Есть даже способ перемещения срубленной древесины, когда лесозаготовщики, отправляют бревна по реке вплавь, что называется своим ходом, чтобы ниже по течению, на следующем этапе заготовки их выловили из воды. Такой способ куда менее затратен, чем если бы деревья перевозились по суше.

Читать еще:  Облагаются ли алименты налогом

Все дело в том, что плотность дерева, имеющего довольно пористую структуру, достаточно мала, вот оно и выталкивается водой, держась на плаву. Но попробуйте таким образом, сплавьте по реке, например, металлическую рельсу.

Не нужно идти к ближайшему водоему и ставить опыты. И без них известно, что тяжелый металл на плаву не держится и рельса сразу же утонет. Но ведь современные корабли сделаны из металла, но при этом они превосходно плавают. Как?

Никакого волшебства здесь нет. Все дело исключительно в физике. На самом деле, причина здесь не одна. В первую очередь — это конечно же закон Архимеда, по которому, на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме этого тела. Если простыми словами, то любой объект вода будет стараться вытолкнуть. При этом, чем больше будет объем у объекта, тем сильнее будет выталкивающая сила.

Но, сила выталкивающая корабль и не позволяющая ему утонуть, действует ровно до тех пор, пока вес воды, что вытеснил корабль погрузившись в воду, превышает вес самого корабля. Возьмите металлический тазик и поставьте его в ванну. Он будет прекрасно плавать, потому что он легкий и с большой площадью, на которую прекрасно действует выталкивающая сила. Но начните заполнять тазик грузом, и как только его вес превысит определенную отметку, он пойдет ко дну.

Следовательно, корабль надо облегчить. Для этого, в корпусе судна имеется множество полостей, наполненных воздухом. И пока этот корпус цел, судно будет держаться на плаву. Если вдруг его целостность будет нарушена, корабль начнет набирать воду, а значит. правильно, будет весить больше и, если воды будет слишком много, может и затонуть. По этой причине и грузы помещают на корабль с расчетом на то, чтобы их общий вес не превысил указанные для конкретного судна значения.

Но если соблюдены все правила относительно веса и объема, корабли можно строить хоть из металла, хоть из бетона. Кстати, бетонные корабли история тоже знает. И они вполне не плохо плавали.

Источники:

http://www.syl.ru/article/315577/pochemu-korabl-ne-tonet-prostoe-obyyasnenie-neprostogo-voprosa

http://www.kakprosto.ru/kak-824332-pochemu-korabli-ne-tonut

http://zen.yandex.ru/media/id/5adb6378a815f1636e592146/5d135be545b00700af476323

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector