Почему корабли не тонут

Как корабли держатся на воде, и почему многотонные железные суда не идут ко дну под собственным весом?

Корабли держатся на воде благодаря закону Архимеда. Он заключается в том, что когда тело оказывается в жидкости, его выталкивает на поверхность сила, которая равна весу жидкости в объеме этого тела. И чем объемнее корабль, тем меньше вероятность, что он утонет. Давайте разберем закон Архимеда на простом примере.

У нас есть маленький шар, полностью сделанный из железа или стали. Конечно же, он пойдет ко дну. Несмотря на то, что он небольшой, он все равно весит много, а объемных полостей внутри него совсем нет. Теперь давайте сделаем из этого тяжелого металлического шара плоский лист, а после этого превратим лист в большой шар, внутри которого будет пусто. Вес такого шара останется прежним, так как мы используем прежнее количество материала, а вот объем будет большим. Такой шар не потонет.

Аналогичный эффект мы наблюдаем в кораблестроении. Несмотря на то, что суда делают из железа и стали, внутри них есть большой объем. И благодаря этому объему металлические стенки корабля можно делать толстыми и прочными, сам корабль – очень большим, а на борт взять многотонный груз.

При этом судно по-прежнему будет держаться на воде. Этот эффект достигается благодаря тому, что внутри большегруз или лайнер заполнен только воздухом. А воздух намного легче воды, если точнее – в 825 раз. За счет этого корабли не идут ко дну. Именно поэтому судам стоит опасаться пробоин. В этом случае место невесомого воздуха заполнит тяжелая вода, корабль не сможет держаться на плаву и потонет.

Закон Архимеда также распространяется на подводные лодки. Чтобы подлодка не выталкивалась на поверхность во время погружения под воду, в полые цистерны на борту поступает вода. Так лодка идет ко дну. Чтобы вновь подняться вверх воду из балластных цистерн выталкивают сжатым воздухом. Воздух под большим давлением вытесняет воду. Объем внутри лодки вновь наполнен легким воздухом, и судно может всплыть.

Еще, чтобы корабль не тонул, важно соблюдать остойчивость. Насколько устойчиво корабль держится на воде – связано с его центром тяжести. Если он будет ближе к верхней части, то судно будет легко накренить и перевернуть. И наоборот: если он в нижней части, то корабль наиболее остойчив.

Чтобы повысить остойчивость, сегодня инженеры современных кораблей располагают наиболее тяжелые элементы внизу. Среди таких утяжелителей – грузовые отсеки, цистерны с водой и горючим, моторы и генераторы.

И судно, которое забито грузом снизу до верха, качается намного меньше, чем пустой корабль. К расположению груза сейчас относятся со всей ответственностью и просчитывают, что и где должно лежать, с помощью электронных программ. Когда проходит погрузка, то обычно на палубы помещают не тяжелые объекты, а самые увесистые оставляют для трюмов. Все грузы хорошо фиксируют, чтобы те не меняли положение при качке. Иначе центр тяжести сместится, и судно станет менее остойчивым.

Дабы не ошибиться с загруженностью судна, на его корпусе изображают ватерлинию – толстую полосу по всему периметру борта. Если при загрузке эта отметка уйдет под воду, то велика вероятность, что при крене или шторме вода, захлестнувшая за корму, потопит корабль. Легкое судно тоже не остойчиво. Ведь та часть, которая над водой, будет больше той, что под водой. А это не позволит силам вытолкнуть корабль, как этого требует закон Архимеда.

Корабли не тонут благодаря плавучести, которая определяется объемом судна, и остойчивости, основанной на распределении тяжестей по всему судну.

Обсудить статью с друзьями:

Копирайтер, контент-менеджер, администратор сайтов.