Плавучесть судна обусловлена законом Архимеда, согласно которому на погруженную в жидкость часть тела действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этой частью жидкости.
Если средняя плотность корабля больше плотности воды, то сила тяжести, действующая на корабль, превосходит выталкивающую силу, и корабль опускается под поверхность воды. Напротив, если средняя плотность корабля меньше плотности воды, то выталкивающая сила превышает силу тяжести, и корабль остается на плаву.
При затоплении корабля происходит заполнение внутренних отсеков водой. Это приводит к увеличению средней плотности корабля, так как плотность воды выше плотности воздуха, который вытеснялся из отсеков. В результате выталкивающая сила уменьшается, а сила тяжести остается неизменной или даже возрастает из-за увеличения массы корабля. Таким образом, когда средняя плотность корабля становится больше плотности воды, он теряет плавучесть и погружается.
- Полезный факт: Для обеспечения плавучести корабля необходимо, чтобы его водоизмещение (объем вытесняемой им воды) было больше его собственного веса.
- Интересная информация: Форму и строение корпуса судна проектируют таким образом, чтобы максимально увеличить его водоизмещение и, соответственно, плавучесть.
Почему деревянные корабли не тонут?
Низкая плотность древесины: Древесина, используемая в судостроении, тщательно высушивается, что делает её плотность почти вдвое ниже плотности воды.
Плавучесть: Несмотря на высокую пористость, деревянный корабль с пробоиной не тонет из-за огромной полости, которая создает достаточную плавучесть для удержания судна на поверхности.
Как судно не переворачивается?
Равновесие судов обусловлено выталкивающей силой воды, которая направлена вверх и противодействует гравитационному притяжению.
- Вода оказывает давление, направленное вверх, на корпус судна, что удерживает его на плаву.
- Даже в шторм, выталкивающая сила помогает судам сохранять равновесие и предотвращает их опрокидывание.
Почему корабль не тонет при шторме?
Ключевая особенность непотопляемости кораблей заключается в их прочном корпусе из толстостенной стали с высокой плотностью.
Верхняя часть судна, напротив, имеет небольшой вес по сравнению с корпусом, что способствует его устойчивости.
Стабилизаторы активно используются для поддержания стабильного положения судна, независимо от штормовых условий.
Как объяснить ребенку почему корабль не тонет?
Корабли не тонут благодаря физике плавучести.
- Большая объёмная форма корабля создаёт выталкивающую силу воды снизу, которая превышает его вес.
- Эту силу можно проиллюстрировать экспериментом: бумажный кораблик с грузом плавает, потому что занимает больший объём и создаёт большую силу выталкивания.
Почему корабль плывет а утюг тонет?
Плавучесть кораблей и предметов
Относительно высокая плавучесть корабля по сравнению с его массой обусловлена принципом выталкивающей силы, которая действует на объект, погруженный в жидкость. Эта сила направлена вверх и равна по величине весу вытесненной жидкости.
Утюг, имеющий меньшую водоизмещаемость, чем корабль, не может удерживаться на плаву в воде. При погружении он вытесняет меньший объем жидкости, что приводит к меньшей выталкивающей силе, которая не в состоянии уравновесить его вес.
Корабли же конструируются с большой водоизмещаемостью за счет использования многосекционного корпуса, который обеспечивает дополнительный запас плавучести. Это означает, что даже если некоторые секции корабля затоплены, оставшиеся секции обеспечивают достаточную выталкивающую силу для поддержания остаточной плавучести. Кроме того, корабли оснащаются водонепроницаемыми переборками, которые предотвращают распространение воды по всему корпусу.
Таким образом, плавучесть современных кораблей обусловлена следующими факторами:
- Большая водоизмещаемость
- Многосекционный корпус
- Запас плавучести
- Водонепроницаемые переборки