Tila kamangha-mangha na ang mga malalaking barko ng karagatan ay nananatiling nakalutang at hindi lumulubog. Kung kukuha ka ng isang solidong piraso ng metal at ilagay ito sa tubig, agad itong lulubog. Ngunit ang mga modernong liner ay gawa rin sa metal. Paano mo maipapaliwanag ang kanilang mahusay na buoyancy? Ang katotohanan na ang metal na katawan ng barko ay maaaring manatili sa ibabaw ng tubig ay ipinaliwanag ng mga batas ng pisika.
Bakit hindi lumubog ang barko
Ang kakayahang manatili sa ibabaw ng tubig ay katangian hindi lamang ng mga barko, kundi pati na rin ng ilang mga hayop. Kumuha ng kahit isang water strider. Ang insekto na ito mula sa pamilyang Hemiptera ay nakadarama ng kumpiyansa sa ibabaw ng tubig, gumagalaw kasama nito ng mga paggalaw ng slide. Ang buoyancy na ito ay nakamit dahil sa ang katunayan na ang mga tip ng mga paa ng strider ng tubig ay natatakpan ng matitigas na buhok na hindi nabasa ng tubig.
Inaasahan ng mga siyentista at imbentor na sa hinaharap, ang mga tao ay makakalikha ng isang sasakyan na makikilos sa tubig alinsunod sa prinsipyo ng isang water strider.
Ngunit ang mga prinsipyo ng bionics ay hindi nalalapat sa tradisyonal na mga barko. Ang sinumang bata na pamilyar sa mga pangunahing kaalaman sa pisika ay maaaring ipaliwanag ang buoyancy ng isang barko na gawa sa mga bahagi ng metal. Tulad ng sinabi ng batas ni Archimedes, isang malakas na puwersa ang nagsisimulang kumilos sa isang katawan na nahuhulog sa isang likido. Ang halaga nito ay katumbas ng bigat ng tubig na nawala sa katawan sa panahon ng paglulubog. Ang katawan ay hindi maaaring malunod kung ang puwersa ng Archimedes ay higit sa o katumbas ng bigat ng katawan. Dahil dito, nananatiling nakalutang ang barko.
Kung mas malaki ang dami ng katawan, mas maraming tubig ang inililipat nito. Ang isang bola na bakal na nahulog sa tubig ay agad na malulunod. Ngunit kung ilunsad mo ito sa estado ng isang manipis na sheet at gumawa ng isang bola mula sa guwang nito sa loob, kung gayon ang ganoong isang volumetric na istraktura ay mananatili sa tubig, bahagyang lumubog lamang dito.
Ang mga sisidlang may balat na metal ay itinayo sa isang paraan na sa oras ng pagkalubog, ang katawan ng barko ay nagpapalitan ng napakalaking dami ng tubig. Sa loob ng katawan ng barko, maraming mga walang laman na lugar na puno ng hangin. Samakatuwid, ang average density ng daluyan ay naging mas mababa kaysa sa density ng likido.
Paano mapanatili ang buoyant ng bangka?
Ang isang barko ay pinananatiling nakalutang hangga't ang balat nito ay buo at walang pinsala. Ngunit ang kapalaran ng barko ay mapanganib, kung magkakaroon ito ng butas. Ang tubig ay nagsisimulang dumaloy sa butas ng balat sa loob ng sisidlan, pinupunan ang mga panloob na lukab. At pagkatapos ay maaaring lumubog ang barko.
Upang mapanatili ang buoyancy ng sasakyang-dagat sa pagtanggap ng isang butas, ang panloob na puwang ay hinati ng mga partisyon. Pagkatapos ang isang maliit na butas sa isa sa mga compartment ay hindi nagbanta sa pangkalahatang makakaligtas ng daluyan. Ang tubig ay ibinomba sa labas ng kompartimento, na binaha, sa tulong ng mga pump, at sinubukan nilang isara ang butas.
Mas masahol kung maraming mga compartment ang nasira nang sabay-sabay. Sa kasong ito, ang barko ay maaaring lumubog dahil sa pagkawala ng balanse.
Sa simula ng ika-20 siglo, iminungkahi ni Propesor Krylov na sadyang bumaha ang mga compartment na matatagpuan sa bahagi ng barko na katapat ng mga lukab na binaha. Sa parehong oras, ang barko ay medyo lumapag sa tubig, ngunit nanatili sa isang pahalang na posisyon at hindi maaaring lumubog bilang isang resulta ng rollover.
Ang panukala ng marine engineer ay hindi pangkaraniwan na hindi ito pinansin ng mahabang panahon. Pagkatapos lamang ng pagkatalo ng fleet ng Russia sa giyera sa Japan ay pinagtibay ang kanyang ideya.
