Почему суда плавают

Содержание:

1. Судостроение: история и принципы
2. Архимед и сила плавучести
3. Водоизмещение и плавучесть
4. Плавание и плотность
5. Регулирование плавучести

Судостроение: история и принципы

Судостроение зародилось в глубокой древности, и хотя достоверных данных о первых судах нет, доподлинно известно, что на Ближнем Востоке и в Китае корабли строились еще задолго до Рождества Христова. Уже в те времена форма корпусов кораблей и лодок походила на современные суда. Опытным путем древними корабельщиками были выведены необходимые параметры, позволяющие строить крупные морские суда и совершать на них дальние путешествия.

Архимед и сила плавучести

Но ответ на вопрос, почему корабли, пусть даже деревянные, но порой несущие на себе тяжелые грузы, не тонут был дан лишь много веков спустя. Действие силы, не позволяющей кораблям тонуть, было описано еще древнегреческим ученым Архимедом в III веке до нашей эры. Согласно научным выводам Архимеда, на тело, погруженное в жидкость, постоянно действует выталкивающая сила. Величина силы равна весу вытесненной телом воды. Соответственно, если данная сила (получившая название архимедовой) больше или равна весу тела, то тело не утонет. На корабли действует сила, превышающая их массу, именно поэтому корабли не тонут.

Водоизмещение и плавучесть

Железные суда проектируются и строятся таким образом, чтобы при погружении они вытесняли большое количество воды, вес которой равен их весу, причем, весу в загруженном состоянии. В этом случае на них будет действовать выталкивающая архимедова сила соответствующей величины, не позволяющая кораблю пойти на дно. Так появился термин «водоизмещение», которым обозначают фактический вес судна.

Плавание и плотность

Будет предмет плавать или нет, определяется его весом, формой и объемом. Вес предмета заставляет его погружаться в воду. Но если плотность предмета будет меньше плотности воды, которую он вытесняет, то он будет плавать, даже если предмет сделан из материала, который сам по себе тяжелее воды. Благодаря воздуху, находящемуся внутри судов, плотность их меньше, чем кажется по внешнему виду.

Регулирование плавучести

Регулирование собственного веса за счет контролируемого принятия забортной воды внутрь корпуса позволяет погружаться подводным лодкам, а надводным судам позволяет обеспечивать дополнительную остойчивость.

Судостроение основано на принципах плавучести и выталкивающей силы, открытых еще в древности Архимедом. Эти принципы позволяют кораблям не тонуть и совершать дальние путешествия, несмотря на свою массу и грузы, которые они несут. Водоизмещение и плотность судов играют ключевую роль в их способности плавать. Регулирование плавучести позволяет судам быть гибкими и адаптивными к различным условиям плавания. Судостроение - это искусство и наука, которые объединяются для создания надежных и функциональных судов, которые служат людям уже многие века.